港式五张研究人员探讨NiO石墨烯作为电催化剂在

  盖世汽车讯 据表媒报道,跟着寰宇向净零碳排放迈进,需求拥有加强职能的低本钱绿色身手,以餍足他日能源需求。研讨职员洪量开掘当先质料,以管理绿色身手带来的题目。为了研商镍氧化物体系行为燃料电池取代电催化剂的潜力,Springer Proceedings in Physics系列从书中公布了一篇会论说文。

  500)this.width=500 align=center hspace=10 vspace=10 rel=nofollow/>

  500)this.width=500 align=center hspace=10 vspace=10 rel=nofollow/

  研讨职员以为,燃料电池身手有帮于完了寰宇对化石燃料的依赖。这些身手拥有较高的能量密度,也许裁汰碳排放,有帮于应对天色转化。正在这种电池中,燃料的能量被转换成电能,不过燃料的电氧化速率很慢,需求操纵电催化剂。

  古板燃料电池以钯和铂纳米颗粒等贵金属为电催化剂,这些资源比拟稀缺,并且有毒,使其作用下降。将这些贵金属与镍和钌等过渡金属造成合金,可能裁汰中毒危急和资源需求。过渡金属氧化物因储量充分、拥有加强电化学本质和安闲性、无毒等特征,成为贵金属的适宜取代品。这类金属氧化物拥有多个氧化态,也许供应差其余电氧化响应位点,并发作差其余勾结能。其它,带电实体无需夹杂即可固定正在过渡金属氧化物皮相。不过,港式五张,这种质料也存正在少少漏洞,比方导电性差会影响电催化活性。

  为理管理氧化镍存正在的题目,研讨职员提出操纵石墨烯降临盆复合质料,并已将石墨烯与纳米粒子和荟萃物联合利用于诸多范畴,如储能摆设和电化学传感器等。石墨烯可认为复合质料引入更多的活性位点,裁汰活性质料聚焦结块(active material agglomeration),从而普及安闲性和作用。

  该论文中分析的研讨注明,所开拓的氧化镍/石墨烯纳米复合质料,可用作葡萄糖氧化响应的电催化剂。

  将六水氯化镍增加到室温十二烷基硫酸钠/氧化石墨烯水溶液中以合成纳米复合质料。通过热烈搅拌发作匀称的溶液,向个中插足尿素和乙醇。该溶液经160℃热措置,正在高压釜中加热10幼时,然后将所得干燥粉末正在500℃下退火5幼时,以发作氧化镍/石墨烯纳米复合质料。

  对氧化镍颗粒的领悟注明,正在没有石墨烯存正在的境况下,纳米棒状形状会爆发集中。而正在复合质料中,这些纳米颗粒匀称地分开正在石墨烯上,进一步防御了集中。据考核,这些纳米复合质料为介孔构造,拥有狭缝状孔隙,这是由氧化镍纳米粒子的限造集中变成的。与纯氧化镍纳米颗粒比拟,该纳米复合质料的葡萄糖氧化物还原才华普及了两倍。这是因为石墨烯纳米片阻遏氧化镍集中,并鼓动了电极界面的电子通报。

  此项研讨创修的新型燃料电池,进一步展现加强个性。与纯氧化镍纳米颗粒比拟,安闲性和电流密度都有显著普及。正在测试经过中,新型葡萄糖燃料电池的开道电压抵达0.756 V。其它,正在微生物燃料电池中,这种纳米复合质料的功率密度为3.63Wm-2。

  此项研讨得出的结论是,该纳米复合质料之因此拥有优异的电催化活性,是由于其比皮相积大,而且通过开拓氧化镍纳米颗粒电汇集(electrical network),刷新了石墨烯皮相的电子通报。此表,氧化镍-石墨烯纳米复合质料/铂的组合也展现出较强的氧化还原才华和安闲性。