Графен повышает эффективность производства водорода живая вода прибор

Процесс электролизной воды содержит две реакции выделения водорода и выделения кислорода, среди которых кинетическая трудность процесса реакции выделения кислорода становится узким местом производства водорода электролизной водой. В настоящее время коммерческими катализаторами выделения кислорода в основном являются благородные металлы, такие как IrO 2 и RuO 2. Высокая цена и редкие запасы ограничивают развитие этого процесса. В последние годы горячей темой исследований является поиск катализаторов из недрагоценных металлов с низкой ценой и обильными запасами .

Исследовательская группа под руководством Дэн Дэхуэй, научного сотрудника Государственной ключевой лаборатории катализа, и исследовательская группа под руководством Бао Синьхэ на основе многолетнего углубленного исследования катализа углеродных наноматериалов, использовали эффект поровой области SBA-15 на размер наночастиц металла. Метод химического осаждения из паровой фазы успешно позволил получить однородный однослойный трехмерный переходный металл с оболочкой из графена и его наночастицы из сплава. Активность и стабильность однослойного катализатора из железо-никелевого сплава с графеновой набивкой были лучше, чем у промышленного катализатора IrO2. ,

Теоретические расчеты и экспериментальные исследования показали, что однослойная графеновая оболочка в значительной степени способствует переносу электронов от металла к графену, что эффективно модулирует электронную структуру графена и стимулирует химическую и каталитическую активность графенового углеродного слоя. В то же время благодаря защите металлических наночастиц графеновой оболочкой эффективно предотвращается коррозия металла в суровых условиях, таких как сильная щелочь. Концепция «проникновения электронов», катализирующая этот процесс, была впервые предложена исследовательской группой в 2013 году. Соответствующие принципы были широко признаны международными коллегами. Многие исследовательские группы в мире начали изучать и были названы катализаторами. «Цепная составляющая для катализатора».

В последние годы исследовательская группа достигла новых успехов в этой области: она экспериментально и теоретически обнаружила и проверила способность "проникновения электронов" толщины "брони" графена к недрагоценным металлам и катоду в топливных элементах кислотных протонообменных мембран. Активность восстановления кислорода и влияние реакционной активности по выделению водорода кислотной электролизованной воды, был предложен механизм реакции этого типа катализатора для каталитического гидрирования воды в кислых условиях, и было обнаружено, что катализатор используется в качестве материала противоэлектрода для сенсибилизированных красителем солнечных элементов. Он проявляет активность восстановления I3, превосходящую активность Pt из благородного металла; технология мягкой рентгеновской визуализации используется для непосредственного наблюдения модуляции электронной структуры углеродного слоя на поверхности углеродного слоя и теоретического расчета характера взаимодействия металл - углерод Постепенно сформировалась более полная концепция.