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太陽能轉(zhuǎn)化為氫能:無金屬光催化劑的效率提高了11倍

2018-03-08 15:31:23 中國氫能源網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
能量轉(zhuǎn)換的主要挑戰(zhàn)之一是,即使在沒有陽光的情況下,也要提供能源。在陽光的幫助下,通過分解水來生產(chǎn)氫氣可以提供一個解決方案。氫氣是一

能量轉(zhuǎn)換的主要挑戰(zhàn)之一是,即使在沒有陽光的情況下,也要提供能源。在陽光的幫助下,通過分解水來生產(chǎn)氫氣可以提供一個解決方案。

氫氣是一種很好的儲能介質(zhì),可用于許多方面。然而,水并不簡單地自行分解。它需要催化劑,例如稀有而昂貴的鉑。全世界的研究團(tuán)隊都在尋找更經(jīng)濟(jì)的替代品。目前,由來自HZB的Tristan Petit博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊,以及來自天津大學(xué)的張斌教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊,利用一種著名的無金屬光催化劑,取得了重要進(jìn)展。大孔納米層張斌和他的團(tuán)隊專門研究聚合氮化碳(PCN)的合成,它被認(rèn)為是一種很好的氫氣生產(chǎn)催化劑的候選者。PCN分子形成了一種結(jié)構(gòu),可以將其比作一層薄薄的絲面面團(tuán):這種材料的薄片互相緊緊地疊在一起。

中國的化學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)成功地通過相對簡單的兩步熱處理將各個單張紙分開——就像酥皮在烤箱里分解成一個個不同的脆皮層一樣。熱處理產(chǎn)生的樣品由具有不同功能的不同氨基的大孔徑納米層組成。在BESSY II中對氨基和氧合組進(jìn)行了分析Petit和他的團(tuán)隊調(diào)查了BESSY II的一系列PCN樣本。

“我們能夠確定哪些氨基和含氧基團(tuán)沉積在毛孔中。”博士生Jian Ren解釋說。他們可以分析特定的胺基如何吸引電子到他們自己身上,這對水的分解特別有利,以及新的氧基缺陷是如何形成的。效率提高了11倍當(dāng)以鎳為催化劑時,納米結(jié)構(gòu)的PCN樣品在可見光照射下的破紀(jì)錄效率是普通PCN的11倍。BESSY II的光催化過程被分解“這表明PCN是一種很有趣的催化劑,可以促進(jìn)太陽能和氫氣的生產(chǎn),接近無機(jī)催化劑的效率。”大眾基金會的Freigeist研究員Petit解釋說。“此外,這項研究還表明,軟x射線光譜是揭示光催化劑上可能的催化活性位點的重要工具。”

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