تهیه کاتالیست گرافنی آلاییده شده از فضولات مرغی

   گرافن آلاییده شده می‌تواند به عنوان یک الکتروکاتالیست در واکنش‌های مختلفی مورد استفاده قرار گیرد. بازه وسیعی از عنصر‌های مختلف در استفاده از گرافن آلاییده شده مورد بررسی قرار می‌گیرد که در اغلب موارد موجب بهبود رفتار کاتالیستی آن می‌شود. گرافن آلاییده شده با عنصر‌های چندگانه، در حالت کلی می‌تواند عملکرد الکتروکاتالیستی آن را بهبود ببخشد.

   مارتین پومرا^[1] از دانشگاه شیمی و فناوری پراگ و دانشگاه صنعتی برنو در جمهوری چک و همچنین همکارانش از دانشگاه علوم پزشکی چین، تایچونگ تایوان، گامی فراتر از انتظار در این زمینه برداشتند. در یک پژوهش که برای مشاهده دقیق‌تر تاثیر هرگونه آلایشی بر روی بهبود خواص کاتالیستی گرافن انجام شد، این تیم از فضله مرغ به عنوان افزونه استفاده کردند. این ماده بسیار ارزان بوده و عناصر مختلفی را که قبلا به عنوان آلایشی برای گرافن استفاده می‌شدند را مانند نیتروژن، سولفور و فسفر را شامل می‌شود. این گروه، گرافن اکساید را به روش هافمن و یا روش هامر سنتز کرده و با فضولات خشک شده مخلوط کردند. مخلوط تهیه شده در ادامه تحت لایه‌برداری حرارتی^[2] قرار گرفت تا در نهایت کامپوزیت گرافن/ فضله بدست آید.

   محققان دریافتند که گرافن تهیه شده در حضور فضولات، با عناصر مختلفی آلاییده شده است. این عناصر غالبا نیتروژن، سولفور و فسفر بودند. تمامی نمونه‌های گرافن تهیه شده به این شکل، خواص الکتروکاتالیستی مورد نیاز را برای واکنش کاهش اکسیژن^[3] و همچنین واکنش تکامل هیدروژن^[4] را در مقایسه با نمونه‌های گرافن معمولی، بهبود بخشیدند. با استناد به اظهارات این گروه، کار آن‌ها نشان داد که با توجه به ساده و ارزان قیمت بودن روش آن‌ها برای تهیه الکتروکاتالیست‌هایی با عملکرد بالا، نیازی به مراجعه به روش‌های پیچیده افزودن عناصر به گرافن نخواهد بود.

^[1] Martin pumera

^[2] Thermal exfoliation

^[3] Oxygen reduction reaction(ORR)

^[4] Hydrogen evolution reaction(HER)