Forskare vid amerikanska University of Notre Dame har visat att enkelväggade nanotuber av kol har förmågan att på 32 kolatomer fånga och lagra en extra elektron. Kolnanotuberna kan därmed konstrueras för att styra laddningsflöden i elektroniska tillämpningar.
Forskarna Anusorn Kongkanand och Prashant Kamat har upptäckt att fotokatalytisk titandioxid i en komposit med kolnanotuber fortsätter föra över elektroner till nanotuberna till dess att Fermienergierna för de båda materialen är i jämvikt. Det innebär att varje uppsättning om 32 kolatomer klarar att lagra en elektron extra. Denna upptäckt visar att nanotuber kan designas för att styra laddningsflöden och trimma den fotoelektrokemiska prestandan hos fotoceller och annan elektronik.
– Nanotubernas förmåga att lagra elektroner är väl känd men tidigare fanns inga smidiga eller enkla sätt att kvantitativt beräkna lagringskapaciteten. Vår studie bidrar med ett mått på antalet elektroner som kan lagras och deras förmåga att ladda ur vid behov, säger Prashant Kamat till PhysOrg.com.Enligt forskarna kan andra halvledande material generera möjlighet att lagra ännu fler elektroner. Ju högre energinivå för halvledaren, desto store antal elektroner kan överföras säger de.
– Att öka lagringsförmågan av elektroner i små volymer av nanotuber borde vara intressant för miniatyriseringen av batterier, säger Kamat.För att ladda ur elektronerna tillsatte de ett färgämne som kan ta emot elektroner från nanotuberna.