扩展石墨的机械剥落使其成为以石墨烯为基础的材料,并使用纳米颗粒进行修改以储存气
Darren Chow1, Nicholas Burns2, Emmanuel Boateng1
1Electrochemical Technology Center, Department of Chemistry, University of Guelph, 50 Stone Road East, Guelph, ON N1G 2W1, Canada.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|September 28, 2023
概括
研究人员使用脱皮石墨烯和纳米粒子开发了改进的固态储存. 这种方法提高了的吸收和释放,为高效的绿色燃料解决方案铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 绿色能源 绿色能源
背景情况:
- 是一种重要的绿色燃料,但高效的储存仍然是一个重大挑战.
- 有金属催化剂的碳基材料由于成本和有效性,对固态储存充满希望.
- 基于石墨烯的纳米材料为能源应用提供了高表面积和可调节性质.
研究的目的:
- 开发和优化用于将扩展石墨 (EG) 剥离成石墨烯纳米材料 (ShEG和sEG) 的方法.
- 为了使这些石墨烯纳米材料与纳米粒子 (Pd-NP) 功能化,以增强固态储存.
- 为了研究纳米粒子大小,表面积和储存性能之间的关系.
主要方法:
- 使用高剪切混合 (ShEG) 和探头超声波 (sEG) 进行膨胀石墨 (EG) 的脱皮.
- 用纳米颗粒 (Pd-NP) 进行脱皮石墨烯的功能化.
- 使用SEM,TEM,EDX,XPS,Raman,XRD和HRPDF分析进行表征.
- 电化学测量的吸收和释放 (QH).
主要成果:
- 优化的剥皮过程产生了ShEG和sEG纳米材料.
- 与赤裸的Pd-NP和Pd-EG相比,Pd-NP功能化石墨烯 (Pd-sEG和Pd-ShEG) 显著改善了的吸收和释放.
- Pd-sEG达到31.05mC cm-2和Pd-ShEG达到24.54mC cm-2的结果.
- 在QH和有效表面积与体积比率之间观察到强烈的线性相关性,突出显示了纳米粒子大小的作用.
结论:
- 机械剥离EG提供了一种可控制的方法来生产石墨烯纳米材料.
- 纳米粒子的大小和在石墨烯上的分散是高性能固态存的关键因素.
- 这项研究为设计先进的储存设备提供了一个有希望的途径.
