Hydrongen Spillover and Storage on Graphene with Single-Site Ti Catalysts
利用單鈦原子團簇催化劑實現在石墨烯上製造與儲存氫原子
J.-W. Chen, S.-H. Hsieh, S.-S. Wong, Y.-C. Chiu, H.-W. Shiu, C.-H. Wang, Y.-W. Yang, Y.-J. Hsu, D. Convertino, C. Coletti, S. Heun, C.-H. Chen*, and C.-L. Wu*
2022/12/15
潔淨的氫能是近年來各國發展綠色能源的重點項目之一，如何安全且有效率的製造與儲存氫原子是當前最大的課題。吳忠霖教授和陳家浩博士團隊過去的研究發現鈦原子與石墨烯具有極強的原子軌域耦合效應，鈦原子堆疊在二維蜂巢結構的石墨烯的空洞處(hollow site)最為穩定，而鈦具有將氫氣分解成氫原子的催化特性。因此，他們以過去的研究為基礎，透過角解析光電子能譜(ARPES)技術發現在室溫與真空的環境下，氫氣碰觸到鈦原子產生催化反應後變成氫原子，而氫原子又被周圍的石墨烯捕獲形成C-H鍵。由於氫催化反應僅發生於鈦原子團簇的周圍，且氫原子被捕獲的條件取決於鈦原子團簇周圍的碳原子的數量。因此，理論計算使用了2D random walk模型模擬氫原子被捕獲的效率，其結果不但與X光光電子能譜分析出13.5%的儲氫量相符，更闡述了儲氫量與鈦原子的覆蓋率呈現非線性增加的樣態，此項研究成果對於未來在設計低維材料儲氫元件具指標性的意義。
本研究使用TLS 08A1, TLS09A2, TLS24A1 光束線
研究動態
