随着世界朝着净零碳排放的发展，需要具有增强性能的低成本绿色技术来满足未来的能源需求。已经对使用先进材料来克服绿色技术问题进行了大量研究。欧洲杯足球竞彩为了探索镍氧化物系统作为燃料电池的替代电催化剂的潜力，会议文件已发表在施普林格物理学book series.
学习：Nanocomposites of NiO/Graphene as Efficient Electrocatalyst in Fuel Cell。Image Credit: koya979/Shutterstock.com
Fuel Cells: Moving the World Away from Fossil Fuel Dependency
燃料电池已被提议作为一种技术，将有助于结束世界对化石燃料的依赖。这些技术具有高能量密度，此外，它们减少了碳排放，有助于打击气候变化。电池中燃料的能量转化为电力，但是燃料的电氧化速度很慢，促进了对电催化剂的需求。燃料电池设计中遇到的关键问题是中型化学物质的燃料交叉和催化剂中毒。
常规的燃料电池使用贵族（例如钯和铂纳米颗粒）作为电催化剂，但这些资源很少。欧洲杯猜球平台另外，中毒会降低其效率。通过创建这些高贵金属的合金，可以减少中毒和资源需求，并具有过渡金属（例如镍和氟芬）。
由于其丰度，增强的电化学性能，稳定性和无毒性，过渡金属氧化物已成为贵金属的合适替代品。这类金属氧化物具有多种氧化态，这些氧化态提供不同的电氧化反应性位点，此外，它们产生了不同的结合能。此外，充电的实体在过渡金属氧化物的表面上无需混合。
由于这些特性，已经探索了用于储能，氢生产，传感器等应用的过渡金属氧化物。尤其是氧化镍已被探索为合适的替代电催化剂。关于锂离子电池和传感器中镍氧化物的研究表现出对材料的显着潜力，但确实遭受了某些缺点。电催化活性可能会因电导率差而阻碍。
Improving the Electrocatalytic Properties of Nickel Oxide
To overcome the problems experienced by nickel oxide, the use of graphene to produce composite materials has been proposed. Graphene has been used with nanoparticles and polymers in numerous applications such as energy storage devices and electrochemical sensors. Graphene introduces more active sites into composite materials, reducing active material agglomeration and enhancing stability and efficiency.
Creating a Nickel Oxide/Graphene Electrocatalyst
The research set forth in the conference paper demonstrated the development of a nickel oxide/graphene nanocomposite for use as an electrocatalyst for a glucose oxidation reaction.
石墨烯, Enhancing the environmentally friendly fuel cell | Prabhuraj Balakrishnan | TEDxSOAS
Video Credit: TedX Talks/Youtube.com
将镍氯化物六水合添加到室温十二烷基硫酸钠/氧化石墨烯水溶液中，以合成纳米复合材料。剧烈搅拌了这一点，以创建一个均匀的溶液，并向其中添加尿素和乙醇。该溶液在160处进行热处理oC在高压灭菌中持续10个小时，并将最终的干粉进行500小时的退火过程5小时oC创建镍氧化物/石墨烯纳米复合材料。
对镍氧化物颗粒的分析显示出一种纳米棒状的形态，在没有石墨烯的欧洲杯猜球平台情况下进行了结合，在复合材料中，这些纳米颗粒均匀地分散在石墨烯上，从而进一步防止了聚集。观察到纳米复合材料本质上是介孔的，其裂缝样孔由于镍氧化物纳米颗粒的局部聚集作用。欧洲杯猜球平台
与纯镍氧化物纳米颗粒相比，纳米复合材料的氧化葡萄糖还原的增加了两倍。欧洲杯猜球平台这是由于石墨烯纳米片防止氧化镍聚集以及在电极界面处增强的电子传递。
在研究中创建的新型燃料电池展示了进一步增强的特征。与纯镍氧化物纳米颗粒相比，稳定性和电流密度都显着提高。欧洲杯猜球平台测试后，新型的葡萄糖燃料电池达到了0.756 V的开路电压。此外，纳米复合材料的功率密度为3.63 wm-2在微生物燃料电池中。
The research was concluded that the superior electrocatalytic activity of the nanocomposite was due to the large surface area and improved electron transfer across the surface of the graphene by the development of the electrical network of nickel oxide nanoparticles. Combined nickel oxide-graphene nanocomposite/ platinum also exhibited enhanced methanal oxide reduction and stability.
The Future
In the research set forth by the conference paper, it was demonstrated that nickel oxide/graphene nanocomposites display significant electrocatalyst potential. This makes it an attractive material for fuel cells that can be utilized in a variety of state-of-the-art devices in a multitude of industries.
进一步阅读
Baruah, K (2021)Nanocomposites of NiO/Graphene as Efficient Electrocatalyst in Fuel Cell[在线的]第28卷会议论文集th全国冷凝物理会议|rd.springer.com。可用网址：https://rd.springer.com/chapter/10.1007/978-981-16-5407-7_26
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