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筑波大学在催化剂上覆盖石墨烯 生成耐酸催化剂促进氢经济发展

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时间:1900/1/1 0:00:00

据外媒报道,筑波大学应用物理研究所的研究团队发现,用石墨烯层覆盖催化剂可以产生耐酸催化剂。减少石墨烯层可以让更多的质子在析氢反应中穿透,大大提高生产效率。氢气作为一种可再生能源,可以在不加剧气候变化的情况下为汽车提供动力,这一发现将推动氢气的大规模生产。化石燃料汽车每天都会向大气中排放大量的二氧化碳,因此氢动力汽车的出现让许多人感到兴奋。然而,由于缺乏能够有效分解水的廉价催化剂,氢气生产过程不断放缓。在分解过程中,质子,即氢原子核,需要结合产生氢H2。镍和镍基合金被认为是铂的最佳和最便宜的替代品,但它们在强酸反应介质中容易腐蚀。通过使用石墨烯,一种由碳原子组成的单层二维蜂窝晶格结构,可以有效地保护催化剂。

发现

筑波大学最近的一项研究表明,三到五层石墨烯可以有效防止腐蚀,同时使质子在催化剂中结合,而不受蜂窝结构缺陷的影响。他们还发现,石墨烯层越多,催化效率下降的线性程度就越高。研究人员胡凯龙博士说,“实验结果证明,质子必须穿透石墨烯层才能在金属表面发生反应。”当然,也有人猜测,电子从金属向上移动,然后质子在石墨烯的外表面发生反应,但这一反应过程尚未得到实验支持。未来,相关研究将侧重于优化石墨烯层数,以更好地平衡耐腐蚀性和催化活性。

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