表面材料中的无序原子是更好地储存氢气的关键,氢气是分子还是原子组成

劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家们发现，某些硼基储氢系统中的原子无序可能会提高氢气的吸收率。金属硼化物表面及其单层变体--被称为硼化物--通常被认为在低到中等温度下具有原子排列的规律。

LLNL团队证明，在许多情况下，这些原子实际上是动态无序的：这是一个令人惊讶的现象，与对大多数固态表面行为的传统理解相反。表面无序意味着每个原子位点具有不同的局部属性。根据该团队的研究，其中一些位点可以使氢分子的解离更容易，这反过来有望在储氢过程中加速材料的活化。

这些发现对其他应用也有影响。除了储氢之外，金属硼化物和硼酸盐还可用于超导、电催化、光电子学以及作为耐热和耐腐蚀的涂层。在这些应用中，硼的表面原子排列的规格在决定整体性能方面起着巨大的作用。

当对其功能--储氢、超导性能、电催化反应性等与其表面构型密切相关的材料进行硅设计时，如果静态、有序表面的假设实际上不成立，结果就会出现巨大的不同。

"我们在这里发现的是一个特殊的例子，表明晶体材料的表面实际上可以是无定形的和动态的。我们需要严格地重新审视我们在表面科学界的一些基本假设，"LLNL材料科学家Li Sichi说，他是发表在《自然通讯》上的一篇论文的主要作者。

"如果表面是结晶和有序的，每一个部位基本上都是一样的。无序的表面会产生一系列的表面反应性。如果我们能利用这种能力，它可能是一种定制调整表面功能的新方法，以实现更快的能量储存和转换，"LLNL材料科学家和共同作者Brandon Wood说，他领导LLNL基于材料的储氢团队。