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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

2021-02-12 13:44 作者: 来源: 本站 浏览: 33次 字号:

摘要:    盖世汽车讯 据外媒报道,筑波大学应用物理研究所的研究团队发现,通过在催化剂上覆盖石墨烯层可生成耐酸催化剂。减少石墨烯层可使更多质子在析氢反应期间进行渗透,从而大大提升生产效率。氢气作为可再生能源,可为汽车提供动力,且不会加剧气候变暖,而此次发现将会推动氢...

  

盖世汽车讯 据外媒报道,筑波大学应用物理研究所的研究团队发现,通过在催化剂上覆盖石墨烯层可生成耐酸催化剂。减少石墨烯层可使更多质子在析氢反应期间进行渗透,从而大大提升生产效率。氢气作为可再生能源,可为汽车提供动力,且不会加剧气候变暖,而此次发现将会推动氢气大规模生产。

  

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,氢动力汽车的出现令许多人都为之兴奋。然而,由于缺乏可有效分解水的廉价催化剂,氢气生产进程不断放缓。分解过程中,质子,即氢核,需结合生成氢气H2。镍和镍基合金被认为是铂金的最佳廉价替代品,但在强酸性反应介质中容易发生腐蚀行为。通过使用石墨烯,一种碳原子构成的单层二维蜂窝状晶格结构,可以很好的保护催化剂。

  

  

(图片来源:筑波大学)

  

筑波大学的一项最新研究表明,三到五层石墨烯就可以有效防止腐蚀,同时允许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,催化效率反而呈线性下降趋势。

  

研究人员Kailong Hu博士表示:“实验结果证明,质子必须穿透石墨烯层才能在金属表面反应。”当然还有一种猜测,那就是电子是从金属向上移动,然后质子在石墨烯的外表面发生反应,但该反应过程并未有试验支持证明。未来,相关研究将着重优化石墨烯层数量,从而更好地平衡耐腐蚀性和催化活性。