搜索热:2002 x ray
扫一扫 加微信
首页 > 科研探索 > 科学研究 > 消息正文
首页 > 科研探索 > 科学研究 > 消息正文
利用金属氢化物新材料提升超导性能
发布:lee_9124   时间:2016/8/5 20:43:20   阅读:456 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

几十年来,科学家一直致力于寻找不同的方法将氢气储存于金属中。金属储氢材料可以说是材料科学中的圣杯,因为金属储氢材料可用作超导体,使电子流动不受电阻阻碍,从而大大提高电力转换效率。相关方面的首次研究是在卡耐基科学研究所的Viktor Struzhkin的带领下开展的。他们实验性地生产出了一种可以把氢和钠混合起来的新材料,这种材料可以改变超导性能并可用作氢燃料电池的储氢材料。这项研究已经在Nature Communication上发表。

科学家曾预言,包含碱金属(如锂,钾,钠)原子以及多个氢原子的富氢化合物或可提供新的化学方法来改变化合物的电子结构。这个预言可能会引导金属高温超导体的研究。

“温度是个挑战,”Struzhkin解释说,“目前生产出来的超导体只能存在于不切实际的低温下。最近几年,有相关预测认为多原子碱金属氢化物能存在于更具实用性的温度下。理论上,它们具有有利于超导电性的独特性质。”

现在,这些预言已经被证实了。Struzhkin的团队包括卡耐基科学研究所的研究员Duck Young Kim, Elissaios Stavrou, Takaki Muramatsu, Ho-Kwang Mao和Alexander Goncharov,以及来自其它机构的研究人员。

这个团队通过理论指导实验,利用X射线衍射的方法揭示原子结构,并通过拉曼光谱测量微小振动以及旋转等特性来识别分子。理论上,钠/氢材料在一定压力下会稳定存在,并且具有金属特性和独特结构,表现出超导性能。

研究小组进行了高压/高温下的实验研究。在这些极限条件下,物质会变形成具有新特性的新结构。他们在金刚石压腔中用巨大的压强对氢气以及钠样品进行压缩,同时用激光加热样品。在300,000到400,000的大气压(30-40千兆帕,或者GPa)以及3100° F(2000开尔文)的温度下,他们首次发现了“多氢化合物”的结构。这种结构很不寻常,由钠加上3个氢原子(NaH3)或者钠加上7个氢原子(NaH7)组成。在NaH7材料中,三个带负电荷的氢原子一字排开,看起来像是一维氢链,这是一种非常不同于纯氢的新相。

“这个结构早在1972年,也就是40多年以前,就被预言存在了。” Duck Young Kim说,“事实证明我们的实验与预言NaH3存在的理论是完全一致的,除此之外我们还发现了NaH7。”

Struzhkin反映,“还需要进一步研究这种材料能否在更低的温度和压强下生产。但是这种新物质开启了一个有更多可能性的新世界。”


来源:材料人网
 
相关信息
   标题 相关频次
 #电子材料周报#自愈传感器,“电子皮肤”不再遥远
 1
 《自然》《科学》一周(12.07-12.13)材料科学前沿要闻
 1
 《自然》《科学》一周(4.9-4.15)材料科学前沿要闻
 1
 3-4月Nature材料前沿科研成果精选
 1
 Science:铁基超导体表面拓扑超导性的研究
 1
 Science最新:发现超冷原子有趣的磁行为
 1
 超导又一重大应用——超导磁分离技术让污水变清水
 1
 超高磁场中二硫化钼仍保持超导性 打破“泡利顺磁性”定律 可用于未来量子计算机
 1
 超高压下二硫化钼具有超导性
 1
 核融合将实现? 科学家发现全新磁能超导材料
 1
 加拿大科学家发现超导态新特性 有助研发悬浮列车与超级计算机
 1
 科学家研发出“超导带” 导电能力超出传统电线
 1
 科学家研制大口径十字交叉温孔高场超导磁体
 1
 零下70摄氏度和高压下:硫化氢成为超导
 1
 清华大学物理系:在锡烯中发现超导电性
 1
 上海市2017年度“科技创新行动计划”新材料技术领域项目指南
 1
 神奇手性超导体在一定变形时产生电流
 1
 失稳金属为超导电性的研究提供了新途径
 1
 石墨烯动态一周纵览 日期:150730-150805
 1
 室温超导,梦想不再遥远
 1
 铜基超导体中杂质诱导的纳米尺度局域晶格应变的定量表征研究获进展
 1
 我国强磁场红外光谱研究铁基超导中狄拉克费米子获进展
 1
 新材料十三五规划渐近 聚焦四大前沿领域
 1
 新方法成功“唤醒”石墨烯“沉睡”超导性
 1
 新方法诱导非超导材料产生超导性 可让超导体性能更强
 1
 新型超导体:虽然脆但很硬
 1
 新型高质量拓扑超导材料问世
 1
 中国物理学家实现纠缠 10 个超导量子比特
 1
 中科院强磁场科学中心制成耐寒“金属花”
 1
 中科院与阿里云联合发布11比特云超导量子计算服务
 1
 中日科学家发现新型拓扑超导材料
 1
 转变温度387K 室温超导体已经实现了?
 1