燃料電池氧還原催化劑製備新工藝

據http://www.sciencedaily.com報道：韓國蔚山國立科技大學（UNIST）研究團隊研發出一種具有高性能、高穩定性的無金屬催化劑。研究成果發表在科學期刊Nanoscale上。

由(you)於(yu)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)的(de)稀(xi)缺(que)和(he)日(ri)益(yi)增(zeng)長(chang)的(de)能(neng)源(yuan)需(xu)求(qiu)刺(ci)激(ji)了(le)對(dui)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)和(he)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)的(de)研(yan)究(jiu)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)因(yin)其(qi)顯(xian)著(zhu)的(de)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)和(he)無(wu)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)的(de)優(you)勢(shi)，在(zai)眾(zhong)多(duo)的(de)能(neng)量(liang)係(xi)統(tong)中(zhong)脫(tuo)穎(ying)而(er)出(chu)。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)未(wei)來(lai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)電(dian)源(yuan)首(shou)選(xuan)
，而(er)氧(yang)還(hai)原(yuan)催(cui)化(hua)劑(ji)是(shi)提(ti)高(gao)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)性(xing)能(neng)的(de)關(guan)鍵(jian)所(suo)在(zai)。

UNIST Byeong-Su教授的研究小組提出了一個雜原子摻雜石墨烯納米片的獨特設計，有利於提高氧還原的性能。下圖為材料的製備過程示意圖：將石墨粉末氧化並剝離，經超聲波處理，得到褐色的氧化石墨烯（GO）納米分散體。氧化石墨烯邊緣上具有各種官能團，如羧酸（-COOH ），羥基（-OH ）和環氧基（ -COC ）。

摻雜氧化石墨烯的整體方案

當氧化石墨烯懸浮液與胺接觸，其羧酸基團會與胺反應形成酰胺基，反應在水溶性鹽酸鹽碳化二亞胺1-乙基-3 -（3 - 二甲基氨基丙基）碳二亞胺（ EDC ）中進行。在管式爐中，在氬氣氛下將氧化石墨烯懸浮液在800℃退火1小時
，使氮摻雜到氧化石墨烯納米片中。

此外UNIST研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)展(zhan)示(shi)了(le)如(ru)何(he)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)氮(dan)摻(chan)雜(za)程(cheng)度(du)和(he)結(jie)構(gou)來(lai)提(ti)高(gao)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)電(dian)化(hua)學(xue)性(xing)能(neng)。另(ling)外(wai)，他(ta)們(men)進(jin)一(yi)步(bu)引(yin)入(ru)硼(peng)和(he)硫(liu)等(deng)其(qi)它(ta)雜(za)原(yuan)子(zi)到(dao)納(na)米(mi)石(shi)墨(mo)烯(xi)中(zhong)，來(lai)探(tan)究(jiu)不(bu)同(tong)摻(chan)雜(za)原(yuan)子(zi)對(dui)電(dian)催(cui)化(hua)劑(ji)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)。