Les scientifiques ont fait du graphène un catalyseur en ajoutant des nanoparticules métalliques

Schéma de travail Les

chercheurs de l'Université Rice ont découvert que le graphène, avec l'ajout de nanoparticules métalliques, acquiert les propriétés des métaux et peut même remplacer le platine en tant que catalyseur de processus chimiques.

Le platine est le principal catalyseur utilisé dans les piles à combustible, qui convertissent l'oxygène et l'hydrogène en électricité, libérant de l'eau. Il n'y a qu'un seul problème: son coût élevé. Le coût du platine n'est pas beaucoup moins que le coût de l'or.

L'année dernière, les chercheurs ont découvert qu'en irradiant un film de polyimide à partir d'un laser infrarouge au dioxyde de carbone, il est possible d'obtenir du graphène poreux sur un substrat polymère. Ils ont appelé le matériau résultant graphène induit par laser (graphène obtenu à l'aide d'un laser), ou LIG.

Par la suite, ils ont pu, en enrichissant le film polymère de bore, augmenter de manière significative la capacité électrique du graphène résultant.

Enfin, ils ont eu l'idée de mélanger le polymère avec des sels métalliques en utilisant du cobalt, du fer ou du molybdène. Après avoir traité un tel film pendant une demi-heure avec un laser à une température de 750 degrés Celsius, ils ont obtenu un LIG avec des particules métalliques d'environ 10 nm de taille uniformément réparties sur sa zone. Le matériau résultant contient environ 1% de métal.


Graphène avec inclusions métalliques

"La beauté du processus est que nous prenons un film régulier disponible pour un usage commercial et ajoutons des sels métalliques à bas prix", explique James Tour, un chimiste qui a reçu le LIG pour la première fois dans le laboratoire de l'institut. "Ensuite, nous les exposons à un laser industriel." Ainsi, la plupart des réactions chimiques sont déclenchées par un laser qui génère du graphène à l'air libre et à température ambiante. "

Le matériau résultant est un excellent catalyseur pour les réactions redox, et l'addition de soufre au film permet au matériau d'être utilisé pour produire de l'hydrogène à partir de l'eau. Ces réactions sont essentielles aux piles à combustible.

Source: https://habr.com/ru/post/fr383227/