ИСТИНА

Запасание энергии в химических связях применяется в источниках питания широчайшего диапазона мощностей – от менее 1 Вт до десятков МВт. Существующие сегодня электрохимические накопители могут запасать ГВтч энергии и используют огромное разнообразие химических систем. Поскольку кислород легко доступен из окружающей среды и практически неисчерпаем, привлекательно его использование в качестве компонента для электрохимических преобразователей и накопителей энергии. В этих системах гетерогенный перенос электрона к/от кислорода происходит на поверхности электрода. Наибольшее распространениеполучили электроды из sp2- углерода. Недавно было показано, что легирование углеродных материалов легкими элементами, такими как азот, бор или сера, промотирует электронный трансфер от/к кислороду, а электрокаталитическая активность таких легированных материалов сопоставима с таковой для благородных металлов. Физические причины этогодо сих пор остаются неясными. В связи сосложностью структурной и микроструктурной организации порошковых углеродных материалов, многие попытки исследовать причины изменения каталитических свойств углерода не приводят к успеху, а вклады различных факторов, таких как изменения электронной структуры, наличие примесей, вариация микроструктуры и т.п. невозможно разделить.Свойства таких материалов неравномерно меняются в объеме материала,в то время как детальное изучение роли легирования в электрокаталитических свойствах требует точного контроля концентрации дефектов, конфигурации химических связей, слойностиграфена и степени гофрирования. Использование эпитаксиального однослойного графенав качестве самого тонкого электрода представляется единственным надежным способом создания модельных систем различной сложности, в которых все необходимые параметры надежно контролируются. Легирование графена серой, бором и азотом позволяет получить простейшие модельные системы для выявления вклада электронных свойств и зонной структуры в электрокаталитической активности для процессовредокса кислорода. Выращенный на металлических подложках, такой графен удобен тем, что: (1) его химические свойства близки к таковым для других углеродных материалов; (2) методы получения уже отработаны; (3) электронная структура может быть впрямую изучена при помощи ФЭС УР и спектроскопии рентгеновского поглощения; (4) аналитические методики определения основных характеристик материала хорошо отработаны; (5) точечные дефекты подробно исследованы, их концентрации могут быть заданы.