Механизм реакции, описанный в ACS Nano, включает приложение электрического поля, которое сужает ширину реакционного барьера, тем самым позволяя атомам водорода туннелировать от поверхности. Это открывает путь для манипулирования каналами транспортировки водорода в атомном масштабе, что может иметь важное значение при хранении водорода. Водород был предложен как чистая и возобновляемая альтернатива сжиганию углеводородов, и одна из самых больших проблем нашего времени — найти эффективный способ его хранения и транспортировки.Команда использовала сканирующую туннельную микроскопию (СТМ), чтобы непосредственно визуализировать отдельные ионы водорода, обычный атомный дефект на TiO2 (рис.
1). В СТМ поверхностная структура твердой поверхности наблюдается в атомном масштабе путем сканирования острого зонда по поверхности и отслеживания туннельного тока. Минато и др. смогли десорбировать отдельные ионы водорода с поверхности, используя зонд СТМ для подачи электрических импульсов на водород.
Импульс создает электрическое поле, а также инжектирует электроны в образец. Используя новый теоретический подход, разработанный доктором Кадзита, команда подтвердила, что вместо того, чтобы уменьшать высоту реакционного барьера, электрическое поле уменьшает ширину барьера, тем самым позволяя водороду десорбироваться посредством квантового туннелирования (рис.
2).Ведущий автор профессор Такетоши Минато (Tohoku Univ.
И RIKEN, в настоящее время Киотский университет) прокомментировал, что «новый путь реакции может быть использован в наноразмерных переключающих устройствах и технологиях хранения водорода. Например, электрические поля можно использовать для извлечения водорода из TiO2. -на основе запоминающего устройства ".