浸渍法制备石墨烯负载铂催化剂铂粒子均匀分布石墨烯上，红宝石电容石墨烯能源发电应用

石墨烯在能源发电装置中的应用1 燃料电池石墨烯在燃料电池中作阴极催化剂载体。燃料电池在常温下不能发生反应，需要加入催化剂降低反应的活化能。目前研究最热的是负载型合金催化剂，因为负载型催化剂采用的载体一般来说比表面积大，更有利于金属的负载，能提高贵金属的利用率。燃料电池催化剂中载体的介入旨在提高催化剂中贵金属的利用率，并使催化剂经久耐用。这就要求催化剂的载体必须有良好的电导性，以利于电子的传递；较大的表面积，以使铂纳米粒子能较好地分散在载体上。碳材料因具有与催化剂物质相关的物理和化学性质，在早年就被应用于工业贵金属催化剂中。红宝石电容石墨烯碳材料因导电性好，力学性能好，具有孔结构且分配均匀等特性而引起了人们的关注。Kou等对功能化的石墨烯负载的铂催化剂的氧化还原性能进行了研究，其中功能化的石墨烯是氧化石墨经膨胀后制得的，浸渍法制备的石墨烯负载铂催化剂中铂粒子均匀分布在石墨烯上，铂的平均粒径约为2nm，通过各种手段进行表征发现该催化剂的催化性能比商业催化剂的催化性能好。改进的Hummers法制备了氧化石墨，采用低温冷冻干燥后的氧化石墨为载体的前驱体制备了铂-镍比例为3:1的Pt3Ni/Graphene催化剂，通过物理表征发现石墨烯上负载的是合金颗粒，粒径大小约为3.7nm，该催化剂的半波电位为0.5V，比商业催化剂的半波电位小，但是比商业催化剂的电化学稳定性好。他们认为石墨烯是燃料电池阴极催化剂的优良载体，用其作为载体不仅可以提高负载粒子的利用率，而且还具有很好的耐腐蚀性和电化学稳定性。Pt3Ni/Graphene催化剂样品的透射显微镜照片，晶格间距及粒径分布图(a)Pt3Ni/Graphene催化剂的透射电镜照片；(b)Pt3Ni/Graphene的晶面间距图；(c)Pt3Ni/Graphene的电子衍射图谱；(d)Pt3Ni/Graphene粒径分布图在质子交换膜燃料电池中，红宝石电容铂基电催化剂广泛应用于阴极和阳极，作氢气氧化和氧气还原的电催化剂，Jafri等在质子交换膜燃料电池分别使用石墨烯纳米层和氮掺杂石墨烯纳米层作铂纳米颗粒载体，在阳极作为氧气还原的电催化剂，燃料电池功率密度达到390mW/cm2和440mW/cm2。