Veiligere MXeenproductie: Elektrische stroom vervangt giftig zuur in nieuwe methode

Onderzoekers aan de TU Wien in Wenen, Oostenrijk, hebben een veiligere en duurzamere methode ontwikkeld voor de productie van MXenen, een klasse van 2D-materialen met diverse toepassingen. Deze innovatieve aanpak vervangt het gebruik van gevaarlijk fluorwaterstofzuur door elektrische stroom voor materiaalexfoliatie.

MXenen, bekend om hun uitzonderlijke eigenschappen, zijn veelbelovend gebleken in energieopslag, elektromagnetische afscherming en vaste-stofsmering, zelfs in extreme omgevingen. De traditionele productiemethode met fluorwaterstofzuur bracht aanzienlijke veiligheids- en milieuproblemen met zich mee, waardoor een brede industriële toepassing werd belemmerd.

De nieuwe methode omvat het aanleggen van een elektrische spanning op MAX-fasen, dit zijn materialen die zijn samengesteld uit lagen aluminium, titanium en koolstof. Door de spanning zorgvuldig te regelen, verwijderen onderzoekers selectief aluminiumatomen, wat resulteert in de gewenste MXeenstructuur. Gepulseerde elektrische stromen versterken het proces verder door waterstofbellen te creëren die het materiaaloppervlak reinigen en reactiveren, waardoor de MXeenopbrengst toeneemt.

Volgens Pierluigi Bilotto van de Tribologie Research Group van de TU Wien biedt elektrochemie een alternatief om de aluminiumverbindingen in de MAX-fase af te breken. De resulterende MXenen vertonen eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die geproduceerd met fluorwaterstofzuur. Bilotto voorziet een toekomst waarin de MXeenproductie wordt vereenvoudigd en gemeengoed wordt, mogelijk zelfs toegankelijk in een keukenomgeving, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor een bredere toepassing van MXenen in verschillende technologische gebieden.