周恩來曾就讀過的日本筑波大學(xué)所領(lǐng)導(dǎo)的合作項目發(fā)現(xiàn)了一種優(yōu)化析氫催化劑的方法，可以在不顯著犧牲催化活性的前提下提高其穩(wěn)定性。研究小組發(fā)現(xiàn)用石墨烯包覆催化劑納米顆粒，可以提高催化劑耐用性，該成果發(fā)表在ACS上。

研究人員稱，“我們優(yōu)化了石墨烯涂層納米顆粒的數(shù)量和它們的催化活性之間的平衡，要做到這一點，我們必須精確地控制石墨烯層涂布納米顆粒的數(shù)量，這是通過仔細(xì)調(diào)節(jié)石墨烯在納米顆粒上的沉積時間來實現(xiàn)的。”

團(tuán)隊制備了一系列涂覆有不同數(shù)目石墨烯層的納米粒子樣品，并對其進(jìn)行表征，然后確定了它們在析氫反應(yīng)中的催化活性。涂覆有最佳數(shù)量的石墨烯層的催化劑納米顆粒，其僅為三至五層，在析氫反應(yīng)中顯示出與昂貴的鉑基催化劑類似的活性。重要的是，這些納米顆粒也顯示出高穩(wěn)定性；石墨烯涂層防止金屬納米粒子溶解在酸性反應(yīng)溶液中。

研究人員進(jìn)行了理論計算來支持他們的實驗結(jié)果。結(jié)果證實了石墨烯層數(shù)、化學(xué)穩(wěn)定性和納米粒子的催化活性之間的關(guān)系。也就是說，涂覆少于三個石墨烯層的納米顆粒比三至五層涂覆的催化劑具有更高的催化活性，但這是以耐久性為代價的；前者比后者表現(xiàn)出較差的化學(xué)穩(wěn)定性。

“我們的研究結(jié)果為在酸性條件下通過現(xiàn)場聚合物電解質(zhì)膜電解在氫站進(jìn)行大規(guī)模氫生產(chǎn)的穩(wěn)定、廉價的催化劑鋪平了道路?！痹撔〗M的研究結(jié)果有利于氫燃料清潔能源產(chǎn)業(yè)化。

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