目前,科学报告发表了一种简单,低成本,环保的制造氮掺杂石墨烯纳米片(NGnPs)的方法,该方法可用于染料敏化太阳能电池和燃料电池。这项工作在韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)进行,可能是取代传统铂(Pt)催化剂进行能量转换的一步。
由于能源价格上涨和气候变化,寻找经济上可行的化石燃料替代品引起了能源界的关注。太阳能电池和燃料电池是有前途的替代品,但是基于Pt的电极昂贵且易受环境破坏。
固氮是大气中的氮(N2)转化为氨(NH3)的地方。固定过程从其双原子形式中释放出氮原子以其他方式使用,但氮不易与其他化学物质反应形成新化合物。
最常见的工业固氮方法是Harber-Bosch工艺,它需要极其苛刻的条件,200个大气压和400℃的温度。
UNIST团队此前曾报道,干球磨可以有效地生产大量化学改性的石墨烯颗粒*。科学报告中的这项研究提出了另一项改进材料的创新。在此过程中,研究小组发现了一种新型的固氮过程。
他们专注于氮的改性,在氮气存在下使用球磨石墨在石墨框架的破碎边缘开发直接固氮,碳 - 氮键形成的技术。
该研究由联合国教科文组织绿色能源/低维碳材料中心教授兼主任Jong-Beom Baek,凯斯西储大学教授Liming Dai和跨学科绿色学院教授Noejung Park领导。能源,UNIST。
“氮是空气中最丰富的成分,它是惰性双原子气体,而石墨是碳热力学最稳定的碳同素异形体,”Baek教授说。“直接从石墨和氮气形成CN键是一个极端的挑战。”
该研究得到了韩国国家研究基金会(NRF)的世界一流大学(WCU),美国 - 韩国NBIT,中期研究员(MCR),融合研究中心(CRC)和基础研究实验室(BRL)计划的支持。由科学,ICT和未来规划部(Choi Mun-Kee部长),美国空军科学研究办公室,亚洲航空航天研发办公室(AFOSR-AOARD)和AFOSR资助。
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