鐳射石墨烯可替代鉑 用作燃料電池催化劑
- 發佈時間：2015-09-28 03:33:15 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
近日，美國萊斯大學Tour實驗室的研究人員成功開發出了一種成本更低的燃料電池催化劑解決方案。該催化劑利用鐳射使得石墨烯與各類金屬奈米顆粒結合，同時結合後得到的金屬鐳射氧化物嵌入石墨烯本體內，該催化劑可以在電化學氧化還原反應中保持很高的活性，而且其金屬負載率低於1at%（原子百分數）。綜上所述，此種鐳射石墨烯可代替昂貴的鉑而用作燃料電池催化劑。
另外，研究人員在《ACS奈米》雜誌公開發佈的論文中提到，奈米粒子可以通過添加不同的添加劑形成金屬氧化物或金屬硫化物等不同的形態，從而使得該化合物能夠在其他制氫反應等電催化反應中保持活性。
在去年，JamesTour和其同事共同發明瞭鐳射石墨烯。而所謂鐳射石墨烯是一個表面由聚酰亞胺曝光後形成的多孔石墨烯組成的柔性膜物質。起初，研究人員是利用買到的聚酰亞胺薄片來製作鐳射石墨烯。後來，他們將硼浸入液體聚酰亞胺中來生成鐳射石墨烯，以此來提高其儲存電荷的能力，使其成為非常有效的超級電容器。
在最近的一次實驗中，實驗人員將含有三種不同濃度的鈷溶液分別和鐵或者鉬金屬鹽進行融合，每一個混合物冷凝後就可以形成薄片，之後再用紅外線鐳射進行照射，然後再在750攝氏度的高溫下用氬氣進行加熱。
上述過程産生的MO-LIGs與10奈米的金屬顆粒一起均勻分佈在石墨烯中。實驗顯示，這些物質可以催化氧還原反應，這也是燃料電池中最為基礎的化學反應。制氫過程可以通過在金屬中加一些硫磺來用作氧化還原反應的催化劑，本質上來説制氫是將水催化為氫的過程。
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