美国大学丽贝卡·巴苏 信用:Pixabay/CC0公共域 “吃你的菠菜”，这是许多人童年时的一句常用语
菠菜，这种富含营养的绿色蔬菜，不仅为人类提供能量
根据非盟化学系研究人员的一篇新论文，它还具有帮助燃料电池发电的潜力
菠菜从其多叶、可食用的形式转化为碳纳米片时，在燃料电池和金属空气电池中充当氧还原反应的催化剂
氧还原反应是燃料电池和金属空气电池中的两种反应之一，通常是限制这些装置能量输出的较慢反应
研究人员早就知道某些碳材料可以催化反应
但是这些碳基催化剂并不总是比传统的铂基催化剂表现得好或更好
非盟的研究人员希望找到一种廉价且毒性较低的方法，通过利用现成的自然资源来制备高效催化剂
他们通过使用菠菜来应对这个挑战
“这项工作表明，可以从自然资源中为氧还原反应制造可持续的催化剂，”教授说
邹守忠，非盟化学教授，该论文的主要作者
“我们测试的方法可以从菠菜中生产高活性的碳基催化剂，菠菜是一种可再生的生物质
事实上，我们相信它在活性和稳定性方面都优于商业铂催化剂
该催化剂有望应用于氢燃料电池和金属空气电池
邹的前博士后、李和本科生凯西·卡尔汉是这篇论文的合著者
催化剂加速氧还原反应以产生足够的电流并产生能量
这项研究的实际应用包括燃料电池和金属空气电池，它们为电动汽车和各种军用装备提供动力
研究人员在实验室和原型中取得了进展，催化剂来自植物或植物产品，如蒲草或水稻
邹的工作是首次用菠菜为原料制备氧还原反应催化剂的示范
菠菜是这项工作的一个很好的候选材料，因为它能在低温下生存，含量丰富，易于生长，并且富含铁和氮，而这两种元素是这种催化剂所必需的
邹和他的学生创造并测试了催化剂，这是菠菜衍生的碳纳米片
碳纳米片就像一张纸，厚度在纳米量级，比一根人发薄一千倍
为了制作纳米片，研究人员将菠菜经过一个多步骤的过程，包括低技术和高技术方法，包括清洗、榨汁和冷冻干燥菠菜，用研钵和杵手工研磨成细粉，并用额外的氮气“掺杂”所得的碳纳米片以提高其性能
测量表明，菠菜衍生的催化剂比铂基催化剂表现更好，铂基催化剂可能很贵，随着时间的推移会失去效力
研究人员的下一步是将实验室模拟的催化剂放入原型设备中，如氢燃料电池，看看它们的性能如何，并从其他工厂开发催化剂
邹还希望通过降低该过程所需的能耗来提高可持续性
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