凯斯西储大学的工程师制造了一种电化学电池，它使用等离子体作为电极，而不是固体金属片。该技术可为电池和燃料电池的设计和制造开辟新的途径，制造氢燃料并合成纳米材料和聚合物。

该研究的描述现已发表在“化学学会杂志”的在线版上。

“在环境条件下形成的等离子体通常是不受控制，不稳定和具有破坏性的火花，”该论文的资深作者Mohan Sankaran说。“我们开发了一种在大气压和室温下稳定的等离子体源，这使我们能够研究和控制电子在等离子体和电解质溶液界面的转移。”

Sankaran与前学生Carolyn Richmonds和Brandon Bartling，现任学生Megan Witzke和Seung Whan Lee以及化学工程系教授Jesse Wainright和Chung-Chiun Liu合作。

该小组使用传统的非传统电极设置。

它们填充了电化学电池，基本上是两个与玻璃管连接的玻璃罐，其中含有铁氰化钾和氯化钾的电解质溶液。

对于阴极，将氩气泵送通过放置在溶液上方短距离的不锈钢管。在管和表面之间形成微等离子体。

阳极是一块银/氯化银。

当电流通过等离子体时，电子将铁氰化物还原成亚铁氰化物。

用紫外 - 可见分光光度法监测显示溶液以相对恒定的速率还原，并且每个氰化物分子被还原成一个亚铁氰化物分子。

随着电流的增加，减少的速度增加。在两个电极上进行测试表明没有电流丢失。

然而，研究人员发现了两个缺点。

从等离子体转移的电子中只有约20个参与还原反应。他们推测丢失的电子正在将水中的氢转化为氢分子，或者他们无法监测的其他反应正在发生。他们正在设置新的测试以找出答案。

另外，形成等离子体和诱导电化学反应所需的功率显着高于诱导与金属阴极反应所需的功率。

研究人员知道他们的第一个模型可能不如大多数行业所需的那样高效，但该技术有可能以多种方式使用。

Seung与Sankaran合作，在一层薄膜上扫描了等离子体，以便将金属阳离子还原成结晶金属纳米粒子。

“我们的目标是以相同的小规模生产纳米结构，现在可以在真空中进行平版印刷，但是在开放的房间里，”Seung说。

他们正在研究等离子电极是否可以取代传统的电极，从而将水中的氢转化为大规模的氢气，再将二氧化碳还原为有用的燃料和乙醇等商品化学品。

研究人员正在微调过程并测试电极设计和化学反应的最佳组合，以满足不同用途。

“这是一个基本想法，”桑卡兰说。“我们不知道它会去哪里。