阿肯色大学的一项新研究表明,铂纳米颗粒与独立的石墨烯键合后,会自动限制其自身尺寸并组织成特定的图案。
当表现出这些行为时,铂纳米颗粒保留有效地充当化学反应催化剂的能力-研究人员认为这一发现可能会降低铂催化燃料电池的生产成本。
图片来源:Graphenevia Wikimedia Commons
“由于铂金是一种稀有金属,制造混合动力汽车的许多费用都来自催化燃料电池所需的铂金,”阿肯色大学物理学教授保罗·蒂巴多解释说。
他继续说:“当铂放在固体表面上时,会扩散形成随机粒子,这些粒子会失控地生长,从而限制了它们的反应性。”“另一方面,独立式石墨烯具有非常柔软的表面,我们发现,由于局部应变效应,维持有效催化所需的铂量减少了80%。”
这项新研究表明,“在石墨烯中出现了功能上优越的单晶铂纳米颗粒”。
“我们发现令人兴奋,” Thibado解释道。“这真的很特别。”
费耶特维尔阿肯色大学提供了更多信息:
最近的研究包括高分辨率透射电子显微镜,扫描隧道显微镜和最新的计算分子动力学。这是物理学中很少见的组合。
使用扫描隧道显微镜在表面上产生单个原子的图像,以观察铂纳米粒子在石墨烯上的行为。密苏里州的研究人员使用了透射电子显微镜技术,该技术通过将电子束透射通过超薄材料来确认晶体性质。
两种实验技术与理论模型的结合为研究人员带来了出乎意料的结果:石墨烯与铂纳米颗粒的键合是不寻常的。
蒂巴多说:“由于石墨烯非常坚固和灵活,因此通常将其包裹在与之粘合的材料周围。”“在这种情况下,与铂的键合是完全不同的,更像是金字塔。”
在ACS Nano杂志上发表的一篇论文中详细介绍了新发现。
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