LONDON (IT BOLTWISE) – Ein Forschungsteam der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat einen bedeutenden Fortschritt erzielt, indem es die atomare Struktur eines weit verbreiteten Industriematerials entschlüsselt hat. Diese Erkenntnisse könnten die Produktion von grünem Wasserstoff revolutionieren.
Die Entdeckung der atomaren Struktur von amorphem Aluminiumoxid durch ein Team der Empa markiert einen wichtigen Schritt in der Materialforschung. Dieses Material, das bereits in der Elektronik, chemischen Industrie und technischen Keramik Anwendung findet, war auf atomarer Ebene bisher ein Rätsel. Die Forscher nutzten Maschinelles Lernen, um ein Modell zu entwickeln, das die komplexe Anordnung der Atome beschreibt.
Amorphe Materialien unterscheiden sich von kristallinen Strukturen dadurch, dass sie keine regelmäßige Anordnung der Atome aufweisen. Diese Unordnung macht es schwierig, ihre Struktur zu analysieren und zu modellieren. Das von der Empa entwickelte Modell berücksichtigt nicht nur Aluminium- und Sauerstoffatome, sondern auch eingeschlossene Wasserstoffatome, was neue Einblicke in die Materialeigenschaften ermöglicht.
Eine der bedeutendsten Erkenntnisse der Studie ist, dass Wasserstoffatome ab einem bestimmten Gehalt an Sauerstoff binden und dadurch die chemischen Eigenschaften des Aluminiumoxids verändern. Diese Veränderung führt dazu, dass das Material lockerer wird, was es für die Herstellung von grünem Wasserstoff besonders interessant macht. Grüner Wasserstoff wird durch die Spaltung von Wasser mittels erneuerbarer Energien erzeugt, und Materialien, die als Membranen fungieren, sind entscheidend für die Trennung von Wasserstoff und Sauerstoff.
Die Empa-Forscher planen, auf Basis ihrer Modellierungen gezielt Aluminiumoxid-Membranen zu entwickeln, die effizienter in der Produktion von grünem Wasserstoff eingesetzt werden können. Diese Entwicklung könnte nicht nur die Effizienz der Wasserstoffproduktion steigern, sondern auch neue Anwendungen für amorphes Aluminiumoxid in der Industrie eröffnen. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift ‘npj Computational Materials’ veröffentlicht und könnten die Grundlage für weitere Forschungen in diesem Bereich bilden.
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