作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2023/3/30 9:17:43
选择字号:
纳米波纹让石墨烯高效分解氢气

 

科技日报北京3月29日电 (记者刘霞)英国科学家的一项最新研究发现,石墨烯表面拥有奇特的纳米波纹,这使其能以比同等质量的现有最佳催化剂高100倍的效率分解氢气,有望实现更高性能的氢燃料电池,并提高很多工业过程的效率。相关研究刊发于最新一期《美国国家科学院院刊》。

在最新研究中,“石墨烯之父”、曼彻斯特大学的安德烈·海姆及其同事发现,尽管石墨烯也拥有很强的碳键,但它具有令人难以置信的化学反应活性,这是因为其表面并非完全平滑,而是拥有名为“纳米波纹”的小起伏,这使它能更有效地分解氢气。

为证明这一点,研究人员制造出了瑕疵尽可能少的石墨烯,以排除来自其他特征的化学活性,并将一片石墨烯拉伸于装满氢分子的微观容器顶部。当石墨烯将氢分裂成单个氢原子时,氢原子会在容器内堆积,增加压力,导致石墨烯膨胀。研究人员测量了隆起的体积,以计算石墨烯的催化能力。结果发现,每克石墨烯分解氢气的能力至少是目前最好催化剂的100倍,而且,只有纳米波纹的表面显示出分裂氢的证据。

海姆指出,理想的二维材料是漂亮、扁平的形状,但波纹正在带来一种新的特性。剑桥大学的安德里亚·费拉里也表示,虽然之前有迹象表明,完美平坦的石墨烯可能是一种很好的催化剂,但最新研究证实,纳米波纹是造成其具有催化能力的原因。

诺丁汉大学的安德烈·赫洛比斯托夫认为,大多数工业化学反应都由催化剂驱动,如果能生产出基于纯碳(如石墨烯)的催化剂,那么可能会改变许多工业过程。石墨烯也可能比目前的催化剂更具可持续性,因为现有催化剂通常是稀有金属。不过他也表示,目前生产实验中使用的纯石墨烯的成本也非常高。

 
 
 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
中国科学家首次发现“无摩擦的冰” 冰表面长啥样?原子级分辨图像揭晓答案
北方中纬高频雷达网发布首批科学探测结果 “双星计划”:开启中国空间科学新纪元
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文