超快光热过程在0.02秒内产生3000℃高温，可以快速

科技日报记者 刘霞 韩国科学技术院研究团队研发出直接接触光热退火平台，仅需0.02秒即可产生高达3000℃的超高温，快速合成高性能催化剂。与传统方法相比，这种超快光热过程不仅显着降低了制氢能耗，而且制氢效率提高了5倍，为清洁能源的商业化铺平了道路。相关研究成果发表在美国化学会《纳米》杂志上。研究团队介绍，该平台利用强大的光热效应将化学惰性的纳米金刚石前体转化为具有高导电性和催化活性的“碳纳米离子”。 “纳米碳离子”由多层同心石墨壳组成，具有高导电性y、比表面积大、化学稳定性好，是理想的催化剂载体。但传统的合成方法步骤复杂、能耗高、消耗时间长，限制了其大规模应用。为了打破这些限制，研究小组将纳米金刚石前体与吸光炭黑混合，然后使用氙灯施加强脉冲光。分子动力学模拟证实，纳米金刚石在短短 0.02 秒内就转化为“碳纳米离子”。该技术的另一亮点是“碳纳米离子”与单原子催化剂的同时合成。当铂等金属前体被添加到混合物中时，它们会分解成单个原子，并牢固地锚定在新产生的“碳纳米离子”的表面上。随后的快速冷却过程可以有效防止原子堆积，完美实现一步合成和功能化。研究小组准备研发了铂、钴、镍等8种高密度单原子催化剂。其中，铂碳纳米洋葱催化剂的析氢效率是传统催化剂的6倍，并且贵金属成本显着降低。该技术显示出大规模、可持续制氢的巨大潜力。