【科研】为菠菜加点盐：一种清洁、高效的燃料电池催化剂诞生了

来源：鲁烟科普

众所周知，菠菜是一种富含营养和延缓衰老的蔬菜。

但你可能不知道，菠菜还有另外一个用途——作为一种燃料电池催化剂。

图 | 菠菜不只是为大力水手充能

在研制高效的燃料电池方面，关键在于催化剂，好的催化剂将催生更快、更有效的化学反应，从而增加能量传输。

如今的燃料电池通常依赖于铂基催化剂，但来自美利坚大学（American University）的科学家们认为，根据他们在一项最新研究中得出的原理验证实验结果，菠菜可以成为一种极好的可再生的富碳催化剂。

他们为菠菜加了少许盐，就将其变成了一种清洁、高效的燃料电池催化剂。

除了清洁、高效，菠菜还可以轻松收获，并且“绝对比铂便宜”。

那么，他们是如何做到的？

首先，研究人员用一个普通的厨房搅拌机将洗干净的菠菜叶打成泥，将榨出的汁液冷冻干燥，并用研钵和杵将其磨成细细的粉末。

然后，他们又向细粉中添加了一些盐（氯化钠，氯化钾）和少量的三聚氰胺，目的是提高整体氮含量。“目前，（我们的方法）确实需要在原料中多添加一点氮，因为菠菜本身含的一些氮在制作过程中损失掉了。”一位研究人员说。他还表示，盐是在最终纳米片中产生孔隙、进而增加优化化学反应可用表面积的关键。“尽管我们称它们为纳米薄片，但当它们堆叠在一起时，它们并不像一堆纸那么坚固，我们需要让它具有足够的多孔性，以便所有活性部位都可以使用。”

最终，研究人员在 900 摄氏度的高温下进行几轮热解后，生产出了富含碳的纳米片。

图 | 制备菠菜碳纳米片的程序示意图

他们发现，基于菠菜研制的催化剂比铂基催化剂的效率更高。这项工作表明，可以从自然资源中制造出可持续的催化剂，应用在氧还原反应过程中。同时，我们认为这种催化剂在活性和稳定性方面都优于商用铂催化剂。

很明显，这只是一次实验室内的原理论证，距离实际商用还有很长的路要走。

对此，研究人员表示，他们接下来将建立一个完整的原型，在一种真正的氢燃料电池中验证这种催化剂的实际效能，“我们需要与其他实验室合作”。

据了解，菠菜还可以作为金属空气电池的催化剂，为电动汽车提供动力。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.0c02673

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