टाइटेनियम हाइड्राइड नैनोफिल्म्स में हाइड्रोजन आइसोटोप को इंगित करने के लिए नई विधि हाइड्रोजन भंडारण को आगे बढ़ा सकती है

नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित एक अध्ययन में, टोक्यो विश्वविद्यालय के [录田 1] विश्वविद्यालय में औद्योगिक विज्ञान संस्थान के शोधकर्ताओं ने नैनोफिल्म्स में हाइड्रोजन के स्थान का निर्धारण करने के लिए एक विधि की सूचना दी है।

क्योंकि वे बहुत छोटे हैं, हाइड्रोजन परमाणु आसानी से अन्य सामग्रियों के ढांचे में पलायन कर सकते हैं। टाइटेनियम टाइटेनियम हाइड्राइड देने के लिए हाइड्रोजन को अवशोषित करता है, जिससे यह हाइड्रोजन भंडारण जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।

यह समझना कि कितने हाइड्रोजन परमाणु मौजूद हैं और वास्तव में वे कहां हैं, सामग्री के गुणों को ट्यून करने की कुंजी प्रदान कर सकते हैं। हालांकि, आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली तकनीकों के साथ हाइड्रोजन का पता लगाना-जैसे कि इलेक्ट्रॉन जांच और एक्स-रे-छोटे परमाणुओं के लिए संवेदनशीलता की कमी के कारण चुनौतीपूर्ण है।

शोधकर्ताओं ने दो तकनीकों पर-न्यूक्लियर रिएक्शन एनालिसिस (एनआरए) और आयन चैनलिंग को टाइटेनियम हाइड्राइड नैनोफिल्म्स के दो-आयामी कोणीय मानचित्रण उत्पन्न किया।

"हमने TIH1.47 नैनोफिल्म पर एक करीबी नज़र डाली," अध्ययन ताकाहिरो ओजवा के प्रमुख लेखक बताते हैं। "नैनोफिल्म्स को समझना उपयोगी है क्योंकि कई हाइड्रोजन-संबंधित अनुप्रयोगों में सतह और उपसतह प्रतिक्रियाएं शामिल हैं। हम नैनोफिल्म में हाइड्रोजन और ड्यूटेरियम दोनों परमाणुओं का सटीक रूप से पता लगाने में सक्षम थे।"

सभी ड्यूटेरियम परमाणु-हाइड्रोजन के एक आइसोटोप के साथ टाइटेनियम क्रिस्टल के स्थानों पर अपने द्रव्यमान को दोगुना कर दिया जाता है, जिसे टेट्राहेड्रल पदों के रूप में जाना जाता है। हालांकि, 11% हाइड्रोजन परमाणु मौजूद थे, जो ऑक्टाहेड्रल के रूप में वर्णित साइटों पर थे। गणना से पता चला कि साइटों में इस विविधता को समरूपता कम कर दी, जिससे जाली को अधिक स्थिर बना दिया गया।

क्योंकि परमाणु क्वांटम प्रभावों के कारण ड्यूटेरियम परमाणुओं ने ऑक्टाहेड्रल साइटों पर कब्जा नहीं किया था, हाइड्रोजन आइसोटोप के अनुपात को नियंत्रित करना इच्छित अनुप्रयोग के आधार पर नैनोफिल्म्स की स्थिरता और गुणों को ट्यून करने के साधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

"हाइड्राइड में दो समस्थानिकों के बीच अंतर करने में सक्षम होने के कारण नियंत्रण के लिए एक अवसर का पता चला," वरिष्ठ लेखक कात्सुयुकी फुकुतनी कहते हैं। "यह स्पष्ट रूप से विशेष हाइड्रोजन-प्रेरित घटनाओं के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण व्यावहारिक अनुप्रयोग होगा।"

टाइटेनियम हाइड्राइड नैनोफिल्म्स की बढ़ी हुई समझ से भी हाइड्रोजन भंडारण, ठोस इलेक्ट्रोलाइट और विषम कटैलिसीस अनुप्रयोगों में योगदान करने की उम्मीद है क्योंकि हम भविष्य के लिए व्यावहारिक और सुरक्षित हरे रंग के समाधान की ओर बढ़ते हैं।