Forschern vom Massachusets Institute of Technology (MIT) gelang es im Labor Nanopartikel herzustellen und diese präzise zu steuern. Dafür nutzen sie Ionenstrahlung. Die Entdeckung könnte ein Schlüssel für saubere Energie sein.
Es ist offiziell: Das Jahr 2023 war das wärmste Jahr seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Umso wichtiger erscheint es im Kampf gegen den Klimawandel einen Gang zuzulegen und den Ausbau von erneuerbaren Energien und nachhaltigen Technologien voranzutreiben. Sogenannte Nanopartikel könnten dabei mittelfristig eine wichtige Rolle spielen.
Denn Forscher vom MIT entwickelten kürzlich eine Methode zur präzisen Kontrolle der Größe, Zusammensetzung und anderer Eigenschaften von Nanopartikeln. Diese Partikel sind für Reaktionen in einer Vielzahl von sauberen Energie- und Umwelttechnologien entscheidend. Sie nutzten dazu die Ionenbestrahlung, eine Technik, bei der die Wissenschaftler Strahlen geladener Teilchen auf ein Material schossen.
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Nanopartikel ermöglichen die Herstellung von CO2-freiem Strom
Dadurch zeigte das Forschungsteam, dass auf diese Weise erzeugte Nanopartikel eine überlegene Leistung im Vergleich zu heute gängigen Stoffen haben. Denn die Materialien, an denen die Wissenschaftler arbeiten, könnten mehrere Technologien im Energiesektor voranbringen.
Dazu gehören die Herstellung von Brennstoffzellen zur Erzeugung von CO2-freiem Strom oder die Produktion von sauberem Wasserstoff für die chemische Industrie durch Elektrolysezellen. Obwohl die präzise Kontrolle der Eigenschaften der resultierenden Nanopartikel schwierig war, gelang es den Forschern, diese auf verschiedene Arten zu manipulieren.
Sie konnten etwa die Partikel auf einen Durchmesser von zwei Milliardstel Meter verkleinern. Außerdem änderten sie die Zusammensetzung der Nanopartikel, indem sie diese mit spezifischen Elementen bestrahlten. Ein Beispiel ist die Bestrahlung durch Nickelionen, die Nickel der Struktur der Metallnanopartikel hinzufügten.
Bessere Katalysatoren für die Chemie-Industrie
Die Bestrahlung könnte auch eine räumliche Kontrolle über die Nanopartikel ermöglichen. Denn das Team zeigte auf, dass die mit Ionenbestrahlung erzeugten Nanopartikel einen deutlich besseren Katalysator für chemische Reaktionen abgaben. Langfristig könnte also die Nachhaltigkeit und Effizienz in verschiedensten Branchen von den Partikeln profitieren.
Im nächsten Schritt möchten die Wissenschaftler weitere Möglichkeiten zur Manipulation der kleinen Partikel erforschen. Dann steht einem Einsatz in naher Zukunft wohl nichts mehr im Wege. Vielleicht sinkt also schon bald der ökologische Fußabdruck durch die von dem Forschungsteam vorgestellten Ergebnisse.
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