燃料電池は、原料として水素を使用するその電池システムで、製品は水で、汚染の種類環境とエネルギーが直面している問題、新エネルギー自動車産業が活況を呈した。電気自動車の重要なコンポーネントは、従来の車と異なっているのですバッテリシステム上より少ない、高いエネルギー変換効率があるが、大規模な商業化フェーシングは、燃料電池のコストの点でも、主に貴金属触媒を大量に必要とするより大きな抵抗を有することは、細胞における白金系カソードである。高価な白金系材料大幅に燃料電池の持続可能性、大規模なアプリケーションを妨げているので、代わりに白金系触媒の高性能化、低コスト、豊富な新しいカソード触媒を調製する緊急の必要性を制限された準備金、。
長い水性炭素系材料とエネルギーの間に科学Yuliang、CAS研究青島バイオエネルギー研究所と黄色の中国科学院の指導の下で、上記問題を解決するために、ベンゼン環の炭素原子と水素の一種に取り付けられた設計アルキニルグラファイト部分の新しいセットのアプリケーションを主導炭素材料材料の（HsGDY）触媒の設計と実装は、以前の研究に関連性の高い結果にグラファイトアルキニル材料の大規模なセットの合成に成功し、アプリケーションに基づいて行われた国際学術誌に掲載されている「自然 - コミュニケーション」。（ネイチャー通信、2018 、9,3376）、ハイライト作業として選択された。
ユニークな構造HsGDY、その処理の後、炭素系材料とエネルギー研究グループタイプの窒素の取り込み、燃料電池用カソード触媒、最も効果的なピリジン窒素原子の選択的な取り込みの正確な制御のおかげで、良好な触媒性能を得ることができる。一方、1.63 nmでその分子の六角形の開口を有するHsGDYのマクロ孔は、電気化学的試験によって見出さ反応物及び生成物の触媒反応、ピリジン窒素ドープの間の物質移動を助長していますその他のアルカリ性条件下HsGDY性能市販のカーボン担持白金触媒よりも超高活性。0.85 Vの電位での電流密度1.6倍市販のカーボン担持白金触媒を、炭素上の白金よりも良好でありながら安定性およびメタノールの許容容量燃料電池のHsGDYピリジン窒素がドープされたカソード触媒の従来の白金系触媒への新しい代替大きな可能性を示している。この炭素材料設計、異なるドーピング原子の正確な実装によってそれはまた、他のドープされたナノ材料の調製のための新しいアイデアを提供する。
この研究は、中国自然科学財団、中国科学アカデミーの重要プロジェクト、山東省自然科学財団の支援を受けて行われました。
図：ピリジニウムをドープしたグラフェンの電気化学的性質と反応過程
