Naukowcy postanowili udowodnić absurdalność trwających prób poprawy elektrochemicznych właściwości grafenu, dodając do niego nowe elementy. Badacze postanowili stworzyć grafen domieszkowany obornikiem kurzym, który naprawdę okazał się lepszy niż czysta substancja o właściwościach elektrokatalitycznych. Artykuł na ten temat opublikowano w magazynie ACS Nano.

Grafen jest jedną z alotropowych modyfikacji węgla, który jest płaskim arkuszem o grubości jednego atomu, składającym się z komórek heksagonalnych. Grafen ma wiele unikalnych właściwości mechanicznych, chemicznych i elektronicznych, co czyni go interesującym materiałem do wielu zastosowań zarówno w nauce, jak i technologii.

W kontekście elektrochemii, czyli gałęzi nauki, która bada reakcje chemiczne związane z przepływem prądu elektrycznego, grafen szybko stał się interesującym katalizatorem. Jednak w ostatnich latach pojawiło się wiele prac, w których można poprawić jego właściwości poprzez dodanie nowych elementów. Co więcej, rodzaj wprowadzonego pierwiastka nie wydaje się mieć żadnego znaczenia - tylko w kilku pracach nad borem i siarką stłumiono właściwości katalityczne.

Chemicy z Czech i Kanady pod przewodnictwem Martina Pumery z Politechniki w Brnie postanowili udowodnić bezcelowość i absurd tego trendu, dodając obornik kurzy do grafenu. Okazało się, że taka modyfikacja poprawia także właściwości substancji.

Odchody ptasie są znane z wysokiej zawartości wielu pierwiastków (azotu, fosforu, siarki, chloru i innych), które chemicy próbowali wcześniej przyczepić do grafenu, próbując poprawić jego właściwości. Guano jest również przyjaznym dla środowiska i tanim materiałem, dlatego jest stosowane jako nawóz.

Autorzy stworzyli tlenek grafitu na dwa sposoby (stosując metody Hammersa i Hoffmana), po czym zmieszano je z suchym obornikiem, a następnie poddano procesowi obierania termicznego w celu uzyskania pożądanego kompozytu. Szczegółowe badanie próbek wykazało, że uzyskano grafen z dodatkiem wielu innych pierwiastków, głównie azotu, siarki i fosforu.

Aktywność elektrokatalityczną otrzymanej substancji oceniano w reakcjach z wytwarzaniem wodoru i redukcji tlenu. Okazało się, że zastosowanie ulepszonego obornika grafenowego jako elektrody jest bardziej skuteczne niż zastosowanie czystego węgla lub grafenu uzyskanego podobną metodą, ale nie poddanego działaniu ptasich odchodów.