導師再也不用擔心我做的石墨烯有缺陷啦！

材料牛注：近日，美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員研發出一種性能優異的新型金屬氫化物儲氫材料，將具有本征缺陷的單層石墨烯包覆在納米鎂晶體表面，相關研究成果已于頂級期刊Nature Communications上在線發表。

石墨烯研究已經火了不是一天兩天了，而制備出完美無缺陷的單層石墨烯是許多科學家的追求，也是研究其各種性能的前提保證。但是，含有缺陷的石墨烯真的就沒有用武之地嗎？其實不然。

眾所周知，氫是一種儲量豐富的元素，而且沒有污染，如果能夠應用在能源領域，做成氫燃料電池，不僅對環境友好，還幾乎是取之不盡。同時，氫燃料電池的比能也很高，這意味著在相同重量的情況下，氫可以提供遠高于其他材料的能量。不過，目前關于氫能源的一個很重要的問題就是氫的存儲比較困難。

金屬氫化物是過渡金屬和氫形成的化合物，理論上被認為是最有潛力的儲氫材料之一。但現實中，金屬氫化物對污染物非常敏感，如果沒有很好地保護，儲氫性能就會出現嚴重退化。

為了解決上述問題，美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員將具有本征缺陷、厚度約為3-4nm的單層石墨烯包覆在納米鎂晶體表面。這樣有缺陷的石墨烯就相當于一個過濾器，可以允許尺寸小的氫分子通過，同時能有效防止氧分子、水分子和污染物等進入鎂晶體，避免儲氫性能出現退化。另外，被包覆的納米鎂晶體具有很高的表面積，就像海綿一樣吸附氫，為儲氫提供了一個安全且緊密的通道。

利用上述方法制備出的金屬氫化物儲氫材料在容量、可逆性、動力學以及穩定性方面都有著很好的表現。研究團隊成員Eun Seon Cho博士表示，下一步研究計劃就是利用不同的催化劑來加快化學反應速率，進一步提高材料的儲氫性能。

相關研究成果已在Nature Communication上發表。

本文參考地址：New fuel cell design powered by graphene-wrapped nanocrystals

感謝材料人編輯部丁菲菲提供素材