氧化石墨烯具有質(zhì)子傳導(dǎo)能力，可作為高性能固態(tài)電解質(zhì)應(yīng)用于燃料電池、液流電池等領(lǐng)域，然而氧化石墨烯表面的質(zhì)子傳導(dǎo)機(jī)理目前仍不明確，阻礙了基于氧化石墨烯的質(zhì)子交換材料的進(jìn)一步發(fā)展。

西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院新型儲能與能量轉(zhuǎn)化納米材料研究中心應(yīng)用反應(yīng)分子動力學(xué)的方法，系統(tǒng)探究了在有水分子附著的情況下氧化石墨烯表面的質(zhì)子傳輸行為。研究表明氧化石墨烯表面的環(huán)氧基團(tuán)與羥基均可有效吸附水分子進(jìn)而形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)，質(zhì)子可經(jīng)由該氫鍵網(wǎng)絡(luò)在相鄰或不相鄰的羥基間以較低的能壘傳輸。相比較而言，環(huán)氧基團(tuán)的質(zhì)子傳導(dǎo)能力較弱，難以觀測到自發(fā)的質(zhì)子傳輸過程。該項工作表明增加氧化石墨烯中的羥基含量可提高其質(zhì)子傳導(dǎo)率。相關(guān)成果以“揭示氧化石墨烯表面水分子介入的質(zhì)子傳導(dǎo)機(jī)制”為題發(fā)表在材料領(lǐng)域權(quán)威期刊《材料化學(xué)》上。該工作由新型儲能與能量轉(zhuǎn)換納米材料研究中心完成，史樂教授為該文章的第一及通訊作者。西安交通大學(xué)為本文的第一作者單位和通訊作者單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、西安交通大學(xué)青年拔尖人才支持計劃等項目的資助，相關(guān)計算在西安交通大學(xué)校級高性能計算平臺上完成。

新型儲能與轉(zhuǎn)換納米材料研究中心（http://cne.xjtu.edu.cn）瞄準(zhǔn)新能源技術(shù)發(fā)展前沿，圍繞新型儲能和能量轉(zhuǎn)換納米材料研究方向，開展以材料微觀/介觀結(jié)構(gòu)-化學(xué)特性-納米制備技術(shù)為核心的基礎(chǔ)研究工作，并以新能源轉(zhuǎn)換與儲能系統(tǒng)示范工程的研究和實施帶動電氣工程學(xué)科的發(fā)展建設(shè)，實現(xiàn)在該領(lǐng)域的理論創(chuàng)新與研究方法的創(chuàng)新。