Nanoporöses Nickel speichert Wasserstoff

Nickel könnte als Speicher für Gase dienen, allerdings nicht in fester Form. Forscher der Far Eastern Federal University (FEFU) haben dem Material eine riesige innere Oberfläche verpasst. Die russische Nickel-Variante ist durchlöchert wie ein Schweizer Käse. Die Poren haben einen Durchmesser von vier bis fünf Nanometern, so Forschungsleiter Alexander Samardak. Das ist der Grund dafür, dass die innere, nutzbare Oberfläche 400 Mal größer ist als bei einem massiven Stück Nickel.

Diese einzigartigen Eigenschaften ermöglichen zahlreiche Anwendungen. Sie sind beispielsweise als Filter geeignet, zur Adsorption von ultrafeinen magnetischen Partikeln und als Speicher für Gase wie Wasserstoff, der Brennstoffzellen zur Erzeugung von Strom und Wärme versorgt. In Zukunft könnte das Material auch bei der Herstellung von Batterien, in der Nanoelektronik und in der Fahrzeugindustrie genutzt werden.

Die hochporösen Nickelfilme werden hergestellt, indem winzige Partikel durch ein elektrisches Feld beschleunigt werden und in ein Tensid eintauchen. Hier bilden sich sogenannte Mizellen, das sind Atomklümpchen, die Poren freilassen. Nach Beendigung des Prozesses wird das Tensid entfernt. Übrig bleibt nanoporöses Nickel. Die Größe der Poren und ihre Anzahl hängt von der Konzentration des Tensids ab. Die Nickelatome bilde Nanotubes, die besser bekannt sind als spezielle Anordnungen von Kohlenstoffatomen.

Federn aus Eisen und Kobalt

An der FEFU gibt es die Arbeitsgruppe Werkstoffe, in der junge Physiker, Chemiker, Biologen und Materialwissenschaftler zusammenarbeiten. Sie haben bereits vor der Entwicklung des nanoporösen Nickels erfolgreich neue Materialien geschaffen. Darunter sind nanogroße Federn aus Eisen und Kobalt. Wegen der Kombination aus Elastizität und Magnetisierbarkeit können diese Bauteile in Nanorobotern, neuartigen Datenspeichern, Transportmitteln für Medikamente und für andere Aufgaben genutzt werden, unterstreichen die FEFU-Forscher. (pte)

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