由英國國家石墨烯研究所(NGI)科研人員領導的國際科研團隊發現,石墨烯中的納米波紋可以使其成為一種強大的催化劑,加速氫分解,效果類似于最好的金屬基催化劑。研究發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。
首先,科研團隊使用超靈敏氣流測量和拉曼光譜,證明了石墨烯的納米級波紋與其與分子氫(H2)的化學反應有關,并且其離解成原子氫(H)的活化能相對較小。其次,團隊使用氫氣和氘(D2)氣體的混合物,證明了石墨烯的強大催化劑作用,可將H2和D2轉化為HD。這與石墨和其他碳基材料在相同條件下的行為形成鮮明對比。氣體分析表明,單層石墨烯產生的HD量與已知的氫催化劑(如氧化鋯、氧化鎂)大致相同,但石墨烯的需求量很小,不到后者的1/100。
科研人員表示,由于熱波動和不可避免的局部機械應變,所有原子級薄的晶體中都會自然發生納米波紋,因此其他二維材料也可能表現出類似的增強反應性。
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