Decoração de verde sintetizado S, N

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 8103 (2022) Citar este artigo

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Uma correção do autor para este artigo foi publicada em 02 de agosto de 2022

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Nanotubos de Halloysite (HNTs) com altos sítios ativos são usados ​​como suportes minerais naturais em camadas. Pontos quânticos de grafeno dopados com enxofre e nitrogênio (S, N-GQDs) como aditivo condutivo e CoFe2O4 como eletrocatalisador foram decorados em um suporte HNT para projetar um material ativo eficaz e ecológico. Aqui, um nanocompósito ecológico de CoFe2O4/S, N-GQDs/HNTs é fabricado por meio de um método hidrotérmico verde para equipar locais de armazenamento de hidrogênio desenvolvidos e permitir o transporte rápido de carga para utilização de armazenamento de hidrogênio. A capacidade de armazenamento de hidrogênio dos HNTs puros foi de 300 mAhg-1 a uma densidade de corrente de 1 mA após 20 ciclos, enquanto a dos HNTs revestidos com S, N-GQD (S, N-GQDs/HNTs) foi de 466 mAhg-1 sob condições idênticas condições. Também foi concebível aumentar a capacidade de sorção de hidrogênio por meio do procedimento de transbordamento, interligando CoFe2O4 na nanoargila de haloisita. A capacidade de armazenamento de hidrogênio dos CoFe2O4/HNTs foi de 450 mAhg−1, enquanto a dos nanocompósitos projetados representativos de CoFe2O4/S, N-GQDs/HNTs foi de 600 mAhg−1. A nanoargila haloisita e a haloisita tratada apresentam potencial como materiais de eletrodos para armazenamento de energia eletroquímica em meio alcalino; em particular, os nanocompósitos ternários de CoFe2O4/S, N-GQD/HNT provam um desempenho de sorção de hidrogênio desenvolvido em termos de presença de aditivo condutivo, fisissorção e mecanismos de transbordamento.

Argilominerais têm sido amplamente explorados para expansão de nanocompostos funcionais, devido à diversidade desses silicatos para montar vários tipos de espécies atuantes em tamanho nano1,2. Assim, diferentes materiais, como nanopartículas, polímeros ou componentes biológicos, podem ser montados para criar nanoconstruções altamente diversas de interesse como nanocompósitos de argila para aplicações em armazenamento de energia, reações de catalisadores e sensores, entre outras demandas3,4.

Vários relatórios têm sido considerados para a aplicação de minerais de argila para aplicações de armazenamento de energia em diferentes dispositivos de armazenamento de energia, como membranas, eletrólitos e eletrodos. Os nanotubos de Halloysite (HNTs) são uma argila tubular com detalhes estruturais de 50 nm de diâmetro, 600–900 nm de comprimento e 15 nm para o lúmen interno5,6. Halloysite é um material distinto que é construído rolando folhas de caulim em nanotubos mesoporosos de paredes múltiplas. A superfície da haloisite é criada por alumina (superfícies de lúmen) e sílica (outras superfícies)7,8. Suas características marcantes incluem construção oca, alta porosidade, características de superfície ajustáveis, baixo custo, funcionalização de superfície versátil e fácil preparação9,10,11,12,13. A modificação da superfície dos nanotubos de haloisita pode ser conduzida na superfície externa ou no lúmen interno. O tipo de estratégia de modificação de superfície a ser escolhida pode depender do tipo de aplicação necessária. Esses agentes de modificação incluem polímeros, nanopartículas, surfactantes, acoplamento organossilano, ataque ácido e compostos de origem biológica14.

Energia e geração de energia são os tópicos básicos para gerenciar a adequação da sociedade industrial e da vida humana. Todas as ações precisam de energia, incluindo fazer produtos, resfriar ou aquecer os edifícios, dirigir e iluminar os sistemas motores15. Atualmente, contamos com fontes de energia não renováveis ​​para atender à maioria dos requisitos de energia. Essas origens não renováveis ​​estão se esgotando rapidamente devido à sua vasta operação16. Além disso, essas fontes são uma base essencial para a mudança do clima, porque essas combustões fósseis liberam dióxido de carbono (CO2), que é absolutamente destrutivo para o meio ambiente17. Portanto, a energia do hidrogênio pode ser a fonte mais desafiadora para dispositivos de energia no futuro18. O hidrogênio é identificado como uma fonte de energia não tóxica e de baixo custo para disponibilidades estáticas e transferíveis. O hidrogênio fornece energia reproduzível após a ignição19. Os cientistas têm considerado o hidrogênio como um combustível futuro encorajador por causa de suas características substanciais. Esses recursos são, abundantes no mundo, uma fonte de energia imaculada e o combustível mais leve20,21.