據外媒報道，由James Tour教授領導的萊斯大學的科學家，以及來自德克薩斯大學圣安東尼奧分校和中國科學院的研究小組，發現了一種不為人知的石墨烯催化劑的欺騙行為。由于石墨烯能夠催化氧化還原反應 (ORR) 幫助電池將化學能轉化為電能，因此它常被用于燃料電池等應用中替代昂貴的鉑。

因為石墨烯并不是天然金屬，所以研究人員也曾疑惑過它作為陰極時呈現的催化活性?，F在萊斯研究小組發現，在石墨前體或反應物的石墨烯晶格中，存在著微量的錳污染，在適當的條件下，這些金屬位會激活氧化還原反應。

此前這個真相一直沒被發現，是因為碳原子和錳原子之間的差別很小，像X射線衍射法等比較傳統的檢測手法難以辨別。但當采用更靈敏的檢測手段——電感耦合等離子體質譜(icp-ms)時，就可以清楚地看到萊斯實驗室樣品中的“入侵者”。

實驗中，從氧化石墨烯中得到的含氮石墨烯樣品，會經歷1到6次的酸洗。每經歷一次酸洗，icp-ms掃描顯示的結果中錳原子都會減少，第6次酸洗后則徹底消失。而值得注意的是，當進行到第5次酸洗時，石墨烯的催化活性就已發生了徹底的改變，足以證明了它之前的活性是由這些殘余的金屬原子所帶來的。

Tour還提到，他們對如何改進石墨烯等超薄催化劑也有了一些見解。研過程究中，他們發現經歷過兩次酸洗的含氮石墨烯催化活性最強。因為這些樣本的結構更傾向于將單個的錳原子加入到石墨烯結構中，通過電子轉移過程，錳的四個電子被轉移到氧原子中，促進了氧的完全還原。

研究人員認為，這次的研究結果應該會促進對其它同樣被認定為“無金屬”的材料中的微量金屬的調查。“隱藏在石墨烯中的單原子催化劑，對活性的影響不容小視，”Tour說。“有時石墨烯體現出的強大功能，功臣其實是被掩埋在石墨烯中的金屬原子。石墨烯本身性能很優異，但在這些金屬原子的幫助下，它能做得更好?！?/span>

粉體圈Coco編譯