纳米波纹使石墨烯高效分解氢气

发布时间：2023-05-23 19:30:52 所属栏目：动态来源：未知

导读： 　　英国艺术家的一项最新的研究发现，石墨烯表面拥有独特的纳米波纹，这使其能以比同等品质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

　　英国艺术家的一项最新的研究发现，石墨烯表面拥有独特的纳米波纹，这使其能以比同等品质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，每克石墨烯分解氧化氢气的能力至少是公认目前世界上最好单体催化剂的100倍，而且，只有纳米波纹的表面才能显示出分裂聚合物的证据。

　　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石墨烯的成本也非常高。在这项研究中，研究人员测试了一种新型的纳米碳管，这种碳管可以在室温下保持稳定，并且具有高电导率。

（编辑：威海站长网）

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