Электрокаталитическое разложение воды на водород является важным способом снижения загрязнения окружающей среды и достижения возобновляемой чистой энергии. Разработка эффективных и стабильных катализаторов для производства водорода имеет важное научное значение и практическое значение. Материалы из графена из-за большой площади поверхности, хорошей проводимости , Преимущества стабильности и т. Д. Широко используются в электрокаталитическом разложении воды на производство водорода. Однако графеновые материалы были использованы только в качестве носителя для катализаторов, а способность к водородной эволюции была улучшена путем загрузки сокатализатора или легирования гетероатомом. Графен сам по себе как катализатор для достижения электрокаталитического выделения водорода соответствующих отчетов относительно отсутствует.
Исследователи из Лаборатории органического твердого тела Института химических веществ Академии наук Китая уже давно посвятили себя химическому осаждению из паровой фазы и травлению графена и подготовили множество графенов с различными слоями, структурами, размерами и морфологией. Материалы, эффективный контроль различных свойств графена. Недавно исследовательская группа и Лаборатория ключевых исследований фотохимического преобразования и функциональных материалов Института физики и химии Китайской академии наук, группа Ву Сяочжу, доцент, Государственная ключевая лаборатория трибологии, факультет машиностроения, Университет Цинхуа Tianbao сотрудничал для непосредственного приготовления трехмерных графеновых материалов без металлического катализатора и без шаблона и далее регулировал морфологию графена.
Трехмерный графен, полученный в этом исследовании, состоит из высоконапряженной вертикальной сетки из оксида кремния с покрытием с высокой плотностью, в которой нанопроводная сеть оксида кремния готовится in situ на кремниевой подложке путем химического осаждения из паровой фазы. Участки с высокой плотностью в двумерном плоском графене и трехмерные графеновые материалы могут быть использованы в качестве активных центров для катализирования адсорбции и восстановления водорода протонами. Впервые в мире материал графена контролируется его морфологией и реализуется его нелегирование. Электрохимические измерения показывают, что начальное напряжение для электрохимической эволюции трехмерных графеновых материалов с оптимизацией морфологии составляет только ~ 18 мВ, что очень близко к коммерческому Pt / C. Теоретические исследования показали, что на участках наконечника трехмерных графеновых материалов имеются превосходные источники энергии выделения водорода. Эти узлы с высокой плотностью границ позволяют превращать каталитически инертный собственный графен в высокие каталитические характеристики. Исследование было графеном. Применение материалов в области эволюции водорода в электролизованной воде дает теоретическую и практическую основу.
Соответствующие результаты исследований были опубликованы в Angew. Chem. Int. Ed .. Исследование финансировалось Национальным научным фондом Китая, Министерством науки и техники и Китайской академией наук.
Рисунок 1. Трехмерная сеть графена с узлами с высокой плотностью
Рисунок 2. Электрокаталитическое разложение трехмерных графеновых сетевых материалов
