氫燃料電池通過在催化劑的幫助下將氫和氧結合起來，將化學能轉化為電能。由于反應的唯一副產品是水，因此它們提供了高效且環保的動力源。
鉑是用于這些燃料電池的最廣泛使用的催化劑，但是其高成本對于氫燃料電池的商業化而言是一個大問題。為了解決這個問題，通常通過將鉑的微小納米顆粒裝飾到便宜的碳載體上來制備商業催化劑，但是該材料的較差的耐久性極大地降低了當前燃料電池的壽命。
先前的研究表明，石墨烯由于其耐腐蝕性，高表面積和高導電性而可以成為燃料電池的理想載體材料。但是，迄今為止，大多數實驗中使用的石墨烯都包含許多缺陷，這意味著尚未實現預期的改進電阻。
這項研究中描述的技術可以在一鍋合成中生產出裝飾有鉑納米粒子的高質量石墨烯。該方法可以擴大規模以進行大規模生產，從而將石墨烯基催化劑用于廣泛的能源應用。
UCL電化學工程教授Dan Brett教授說：“在不損害環境的情況下滿足全球能源需求是現代的巨大挑戰之一。氫燃料電池可以提供更清潔的能源，并且已經在某些汽車中用作汽油或汽油的替代品。然而，阻礙其廣泛商業化的一大障礙是催化劑能否承受其在能源應用中所需的廣泛循環。我們已經表明，通過使用石墨烯代替典型的無定形碳作為載體材料，我們可以制造出超耐用的催化劑。”
研究人員通過一種基于美國能源部(DoE)推薦的測試，即加速應力測試，來證實石墨烯基催化劑的耐久性。加速應力測試故意在短時間內在多個周期內對催化劑快速施加應力，從而使科學家能夠評估新材料的穩定性，而不必在幾個月或幾年的時間里將其用于運行中的燃料電池中。
科學家利用這些測試表明，與商用催化劑相比，新開發的石墨烯基催化劑在相同測試期間的活性損失降低了約30%。
耿明安博士 來自倫敦大學學院的學生和研究的主要作者說：“能源部為燃料電池的耐用性設定了測試和目標，其中一項加速應力測試用于模擬正常操作條件，而另一項模擬在啟動和關閉燃料電池時所經歷的高壓。石墨烯領域的大多數研究僅使用推薦的測試之一進行評估，但是，由于我們在材料中使用了高質量的石墨烯，因此我們設法在長期測試和長期測試中都實現了高耐久性。對于這些材料的未來商業化非常重要。我們期待將我們的新型催化劑應用于商業技術，并實現更長壽命的燃料電池的優勢。”
石墨烯由排列成六邊形晶格的單層碳原子制成。盡管石墨烯的結構相對簡單，但人們認為它具有出色的性能，包括高電導率，高透明度和高柔韌性。
倫敦瑪麗皇后大學可再生能源講師帕特里克·庫倫博士說：“多年來，石墨烯一直受到大肆宣傳，并且該材料的應用前景廣闊。然而，研究界仍在等待為了充分發揮其潛力，這導致人們對這種提議的“奇妙材料”產生了消極的看法，許多石墨烯研究都使用有缺陷的石墨烯這一事實并沒有幫助，我們希望本文能夠恢復對石墨烯的信心，并表明這種材料在現在和將來都具有改進技術的巨大潛力，例如燃料電池。”
