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石墨烯包覆催化剂提高制氢效率

日期:2021-01-28    来源:Fuelcellsworks

国际新能源网

2021
01/28
10:05
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关键词: 制氢技术 制氢催化剂 制氢效率

近日,由日本筑波大学应用物理研究所领导的一个研究小组展示了一种用石墨烯包覆生产耐酸催化剂的方法。研究表明,较少层数的石墨烯包覆层可以在电化学制氢反应中实现更大的质子穿透,这对实现制氢效率最大化至关重要。这项工作可能会推动制氢技术迈向工业级-规模化发展道路。

由于缺乏有效的廉价催化剂,电解水制氢的过程一直处于缓慢发展状态。镍和镍基合金被视为铂金的廉价替代品,但这些金属暴露在酸性反应条件下很容易腐蚀。一种解决方案是使用石墨烯(一种以蜂窝状晶格排列的单片碳原子)来保护催化剂。然而,科学界对该反应发生的机理仍然知之甚少。

最近,由筑波大学领导的一项国际研究合作表明,使用3-5层石墨烯可以有效地防止腐蚀,同时仍然可以通过蜂窝结构中的缺陷使部分氢质子在催化剂处结合。此外,他们还发现,随着石墨烯层数的增加,催化效率呈线性下降。该研究的作者Dr. Kailong Hu表示:这一结果让其得出结论,质子必须穿透石墨烯层才能在金属表面反应。他们未来的工作将集中在石墨烯层数的优化上,以平衡耐腐蚀性与催化活性。


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