“水蒸气使一点氧化物变得浑浊”

水蒸气会表现出研究者没有预料到的行为，当被称为钙钛矿的氧化物结构暴露于水蒸气和电子流中时。 材料释放氧气开始振动，几乎像活的呼吸生物。

麻省理工学院wm keck能源教授yang shao-horn表示，这种现象完全出乎意料，可能会有点实用化。 她是说明这项研究的论文的高级作者，这篇论文发表在了《国家材料》杂志上。 这篇论文的第一作者是binghong han phd '； 16、现在是阿贡国家实验室的博士后。

钙钛矿氧化物是有望应用于太阳能电池、二次电池的电极、产生氢和氧的水解装置、燃料电池、传感器等各种领域的候补。 在许多这些用途中，材料会暴露在水蒸气中。 因为我认为更好地了解它们在这种环境中的行为对于促进多种潜在APP的开发是很重要的。

喜欢将玉米粥烹饪成被称为bscf的特殊钙钛矿，以钡、锶、钴、铁的化学符号为成分后，用透射电镜( tem )放入真/(/k0/)中注意其行为，邵-。 但是，用低压水蒸气泵入后，就会开始看到氧化物的振动。 在tem图像中清晰可见的振动原因是气泡在氧化物中形成和收缩。 就像煮玉米粥一样，会产生气泡收缩。

这是意想不到的。 因为预计氧化物是固体的同时，不具有形成生长和收缩气泡的灵活性。 这是不可思议的事情。 邵全龙说。 氧化物被认为很脆，但在这种情况下，气泡会膨胀和收缩而不会使材料破裂。 在气泡形成的过程中，我们实际上产生着氧气。 她说。

更重要的是，它能够准确地调节成形和破裂气泡引起的振动的准确频率，这可能是潜在应用的有用特征。 shao-horn表示，振动的幅度和频率取决于系统内蒸汽的压力。 另外，由于该现象还依赖于电子束的存在，因此通过控制这些电子束可以自由地进行开/关反应。

她说这种影响不仅仅是表面的反应。 由电子束电离(带电)的水分子实际上深入钙钛矿中。 因为这些离子在体材料中，我们看到了非常深的振动，她说。

该实验利用了布鲁克海文国立实验室环境透射电镜的独特功能，该实验室是美国能源部支持的设施的一部分。 在该装置中，我们直接关注钙钛矿材料、水蒸气与电子流的相互作用，这些都在原子尺度上进行。

韩国表示，要保持其形状，尽管所有脉动运动和离子都进出固体晶体材料，但当反应停止时，材料仍具有原始钙钛矿结构。

由于这是一个新发现和有趣的发现，shao-horn说，这项研究继续是为了明确机制而进行的，因此并不完全了解反应是如何发生的。 这是意想不到的结果，打开了许多问题，需要科学地处理。

最初的实验中使用了电子束，但是shao-horn怀疑照射强光是否也能诱导这种行为。 这可能是水分裂和净化的有用方法。 例如，利用日光从水中生成氢燃料，或除去水中的毒素。

她说，大部分催化剂只能在其表面促进反应，但这种反应渗透到大部分材料中的事实表明，它能为催化剂设计提供新的机制。

本文：《“水蒸气使一点氧化物变得浑浊”》