Ny forskning ledd av fakulteten vid Binghamton University, State University of New York, kan hjälpa renare energiteknik.

Atomreaktionen mellan gaser och oxider är en nyckelbit för många tekniska pussel. Det kan leda till fördelar som bättre katalysatorer för att möjliggöra renare energiteknik, eller till problem som korrosion.

Att förstå dessa interaktioner är inte alltid lätt, fastän, och går ofta inte bortom ytan - bokstavligen.

Ett team från Binghamton University, Brookhaven National Laboratory och National Institute of Standards and Technology - ledd av professor Guangwen Zhou från Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science's Department of Mechanical Engineering - har ett nytt sätt att titta djupare på hur gasmolekyler påverkar atomerna under ytan på ett material.

Det studerade materialet är kopparoxid, en kopparoxid som många forskare är intresserade av eftersom den är rikligare och billigare än ädelmetaller som silver, guld och platina, och den används för många processer såsom metanolproduktion.

För papperet "Ytreaktion inducerade strukturella svängningar i underytan, "publicerades tidigare denna månad i Naturkommunikation , Zhou och hans medforskare (inklusive Binghamton doktorander Xianhu Sun, Wenhui Zhu, Dongxiang Wu, Chaoran Li, Jianyu Wang, Yaguang Zhu och Xiaobo Chen) undersökte reaktionen mellan väte och kopparoxid med hjälp av atomskala transmissionselektronmikroskopi.

Tekniken gjorde att de kunde se ytan och under ytan samtidigt och i realtid, visar att strukturella svängningar induceras i underjorden genom förlust av syre från oxidytan.

"Denna studie visar hur reaktionen från ytan förökar sig till djupare atomlager. Vi tittar på den från ett tvärsnitt så att vi kan se atomer både i toppskiktet och underlagsskikten tydligare, "sade Zhou, som undervisar som en del av materialvetenskapsprogrammet och är associerad direktör för Binghamtons institut för materialforskning.

Denna nya studie finansieras av Department of Energy, i hopp om att resultaten kan leda till bättre katalysatorer, förbättrade batterier, fordon som håller längre och andra produkter av högre kvalitet.

"Om vi ​​känner till dessa reaktionsmekanismer, vi kan designa bättre material, "Zhou sa." Vi kan inte bry oss bara om ytan utan också de djupare skikten om vi vill förstå processen bättre. "