英國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)腿宰,石墨烯表面擁有奇特的納米波紋,這使其能以比同等質(zhì)量的現(xiàn)有最佳催化劑高100倍的效率分解氫氣,有望實(shí)現(xiàn)更高性能的氫燃料電池望侈,并提高很多工業(yè)過程的效率奇嗽。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》诗越。
在最新研究中厘熟,“石墨烯之父”、曼徹斯特大學(xué)的安德烈·海姆及其同事發(fā)現(xiàn)嘀趟,盡管石墨烯也擁有很強(qiáng)的碳鍵脐区,但它具有令人難以置信的化學(xué)反應(yīng)活性,這是因?yàn)槠浔砻娌⒎峭耆交矗菗碛忻麨?ldquo;納米波紋”的小起伏牛隅,這使它能更有效地分解氫氣。
為證明這一點(diǎn)尤溜,研究人員制造出了瑕疵盡可能少的石墨烯倔叼,以排除來自其他特征的化學(xué)活性,并將一片石墨烯拉伸于裝滿氫分子的微觀容器頂部篇惧。當(dāng)石墨烯將氫分裂成單個(gè)氫原子時(shí)胖移,氫原子會(huì)在容器內(nèi)堆積,增加壓力蔫婉,導(dǎo)致石墨烯膨脹鞠撑。研究人員測(cè)量了隆起的體積,以計(jì)算石墨烯的催化能力孕赫。結(jié)果發(fā)現(xiàn)还幅,每克石墨烯分解氫氣的能力至少是目前最好催化劑的100倍,而且玉惫,只有納米波紋的表面顯示出分裂氫的證據(jù)挠氛。
海姆指出,理想的二維材料是漂亮计灌、扁平的形狀淡榕,但波紋正在帶來一種新的特性。劍橋大學(xué)的安德里亞·費(fèi)拉里也表示钟牛,雖然之前有跡象表明允悦,完美平坦的石墨烯可能是一種很好的催化劑,但最新研究證實(shí)虑啤,納米波紋是造成其具有催化能力的原因隙弛。
諾丁漢大學(xué)的安德烈·赫洛比斯托夫認(rèn)為,大多數(shù)工業(yè)化學(xué)反應(yīng)都由催化劑驅(qū)動(dòng)狞山,如果能生產(chǎn)出基于純碳(如石墨烯)的催化劑全闷,那么可能會(huì)改變?cè)S多工業(yè)過程。石墨烯也可能比目前的催化劑更具可持續(xù)性铣墨,因?yàn)楝F(xiàn)有催化劑通常是稀有金屬室埋。不過他也表示,目前生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中使用的純石墨烯的成本也非常高伊约。