研究人員可能會將可再生能源的未來引入更近一步。 一種新型電極可以在酸性條件下完成析氫反應（HER）， 使得該技術既便宜又有效。 這一過程得益於石墨烯的巧妙形式。
將水電解成氫氣對於綠色經濟中的能量儲存至關重要。 然而， 其中一個主要障礙是貴金屬電極的高成本。 廉價的非貴族可以工作， 但主要是在鹼性條件下， 反應耗電的地方; 更有效的酸相反應需要稀有的商品金屬如鉑。 更糟糕的是， 酸性電解質具有腐蝕性， 並在核心金屬上吃掉。
現在， 築波大學領導的研究人員發現“多孔” 石墨烯可以解決這個問題。 他們使用氮摻雜石墨烯薄片封裝鎳 - 鉬（NiMo）電極合金。 至關重要的是， 石墨烯被打滿了納米尺寸的孔洞， 就像一個漏勺。 在ACS催化研究中， 他們表明， 在酸性條件下， 新型HER體系使用常規非多孔石墨烯的性能明顯優於電極。
在HER電極中使用石墨烯並不新鮮 - 這種柔韌的導電碳片非常適合纏繞芯金屬。 但是， 在保護金屬免受腐蝕的同時， 石墨烯也會抑制其化學活性。 在新的築波系統中， 所有重要的孔以兩種方式促進反應， 而完整的石墨烯部分保護金屬。
“我們通過用二氧化矽納米粒子裝飾NiMo表面來創造孔洞，
與普通石墨烯相比， 條紋更親水。 這在酸性溶液中吸引水合氫離子（H3O +）， 它在兩種HER機制之一中起著至關重要的作用。 條紋在吸附單個H原子方面也很出色， 這為其他重要的HER工藝提供了額外的表面積。 結果， H2的產生與傳統（但昂貴）的Pt / C 電極一樣有效。 同時， 石墨烯的無孔部分延遲了金屬催化劑溶解在酸中。
“這是一個用於氫析出電極的多功能新概念， ”主要作者Yoshikazu Ito說。 “我們的目標是最大限度地減少反應所需的過電位， 因此， 它不僅限於一種特定的催化劑， 我們通過優化孔的尺寸和數量， 專門針對NiMo調整了多孔石墨烯層， 令人印象深刻的是催化劑仍然穩定在酸性條件下， 儘管存在漏洞， 未來， 多孔石墨烯可以針對各種金屬進行定制，
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