Ny Tankar Potentiella Graphene-Kobolt Materiella Håll Att Byta Ut Platina in Celler

Published on October 18, 2012 at 8:54 AM

det finns en ny utmanare i racen som finner ett billigt alternativ till platinakatalysatorer för bruk i väten, tankar celler.

Nanoparticles av koboltbilagan sig själv till en graphenesubstrate i ett singellagrar. Som en katalysator var kobolt-graphenekombinationen ett lite långsammare få syreförminskningsreaktionen som går, men den förminskade syre snabbare och varade longer än platina-baserade katalysatorer. (kreditera: Sun Labb/BruntUniversitetar)

Den Bruna Universitetarkemisten Shouheng Sun och hans deltagare har framkallat ett nytt materiellt - en graphene täcker doldt av kobolt- och kobolt-oxiden nanoparticles - som kan catalyze syreförminskningsreaktionen nästan, såväl som platina gör och är väsentligen mer hållbar.

Det nya materiellt ”har den bäst förminskningskapaciteten av någon nonplatinumkatalysator,”, sade Shaojun Guo, postdoctoral forskare i Suns labb och leder författare av ett pappers- som direktanslutet publicerades i Upplagan för den föra journal överAngewandte Chemie Landskampen.

Syreförminskningsreaktionen uppstår på katodsidan av en väte tankar cellen. Syre fungerar, som en elektron sjunker, avklädningelektroner från väten tankar på anoden och att skapa det elektriska handtag som uppehällen strömspringet till och med elektriska apparater drev vid cellen. ”Kräver reaktionen en katalysator, och platina är för närvarande den bäst,”, sade Sun. ”Bara den är mycket dyr och har en mycket inskränkt tillförsel, och det är därför du inte ser att en radda att tanka några cellbruk sakkunniga ämnar förutom.”,

Således långt har forskare varit oförmögna att framkalla ett livsdugligt alternativ. Några forskare, inklusive Sun och Guo, har framkallat nya katalysatorer som förminskar det krävda beloppet av platina, men en effektiv katalysator, som använder, ingen platina återstår alls gäcka.

Denna materiella nya graphene-kobolt är den mest lova kandidaten ännu, forskarenågot att säga. Det är den första katalysatorn som inte göras från ett dyrbart, belägger med metall som kommer nästan matcha platinas rekvisita.

Labbet testar utfört vid Sun, och hans lag visade, att den materiella nya graphene-koboltet var a bet långsammare än platina, i att få syreförminskningsreaktionen startad, men, när reaktionen gick, det nya materiella faktiskt förminskande, syret på ett snabbare stegar än platina. Den nya katalysatorn som också långsammare bevisas att vara mer stabil, förnedra mycket än platina med tiden. Efter omkring 17 timmar av att testa utförde denkobolt katalysatorn på omkring 70 procent av dess initiala kapacitet. Platinakatalysatorn som det testade laget utförde på mer mindre än 60 procent efter den samma tidsperioden.

Kobolt är ett överflödande belägger med metall, klart - tillgängligt på en del av vad platina kostar. Graphene är etttjockt täcker av kolatoms som är ordnade i en honungskaka, strukturerar. Framkallat i de sist få åren, är graphene berömd för dess styrka, elektriska rekvisita och katalytiska potentiellt.

processaa Själv-Enhet

Ofta göras graphenenanoparticlematerial, genom att växa nanoparticles direkt på graphenen, ytbehandlar. Men det processaa är problematiskt för danande per katalysatorn, sade Sun. ”Är Det egentligen svårt att kontrollera storleksanpassa, formar, och sammansättning av nanoparticles,”, sade han.

Sun och hans lag använde enenhet metod som gav dem kontrollerar mer över materialets rekvisita. Först skingrade de koboltnanoparticles och graphene i separata lösningar. De två lösningarna kombinerades därefter, och dunkat med solitt vinkar för att se till dem som är blandade grundligt. Det orsakade nanoparticlesna för att fästa jämnt till graphenen i ett singellagrar, som maximerar det potentiellt av varje partikel för att vara involverat i reaktionen. Det materiellt därefter drogs ut ur lösning genom att använda en centrifug och torkades. När de är utsatta för att lufta, oxideras som utvändiga lagrar av atom- kobolt på varje nanoparticle bildar en beskjuta av kobolt-oxiden som hjälp skyddar koboltet kärnar ur.

Forskarna kunde kontrollera tjockleken av kobolt-oxiden beskjuter, genom att värma det materiellt på 70 grader Celsiust för varierande tidsperioder. När du Värmer den längre ökade tjockleken av beskjuta. Hitåt kunde de finjustera strukturera i sökande av en kombination som ger bästa kapacitet. I detta fall grundar de att en 1 nanometer beskjuter av kobolt-oxiden optimerad katalytisk rekvisita.

Sun och hans lag är optimistiska att med mer studie deras materiellt kunde en dag vara ett passande utbyte för platinakatalysatorer. ”Högert nu, är det jämförbart till platina i ett alkaline medel,”, sade Sun, ”bara det är inte att ordna till för bruk ännu. Vi stillar behov att göra mer testar.”,

Ultimately är Sun något att säga som finner en passande nonplatinumkatalysator, det nyckel- till att få tankar celler ut ur laboratoriumet arrangerar gradvis och in i produktion som driver källor för bilar och andra apparater.

Källa: http://www.brown.edu

Last Update: 18. October 2012 09:48

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit