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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
盖世汽车
2021-01-20 19:40:18
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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。
