随着化石燃料的消耗和我们的星球因其燃烧而面临的环境问题, 杏耀客服怎么联系,开发清洁能源生产技术是一个全球关注的话题。在提出的各种产生清洁能源的方法中,光催化分解水显示出很大的前景。该方法利用太阳能将水分子(H2O)分解,得到二氢(H2)。然后氢气就可以用作无碳燃料,杏耀平台或者作为许多重要化学品生产的原材料。
现在,由东京科技公司Kazuhiko Maeda领导的一个研究小组开发了一种新的光催化剂,它由纳米级金属氧化物薄片和钌染料分子组成,其工作原理类似于染料敏化太阳能电池。金属氧化物,保留活跃整体水分解成氢气和氧气的带隙宽,涂料氧化物可以利用可见光,阳光的主要组件(图1)。新的光催化剂能够从水生成氢气的营业额1960每小时的频率和外部量子收益率为2.4%。
这些结果是可见光下染料敏化光催化剂的最高记录,使Maeda的团队向人工光合作用的目标又迈进了一步——复制利用水和阳光的自然过程,以可持续的方式生产能源。
这种新材料发表在《美国化学学会杂志》上,它由高表面面积的铌酸钙纳米片(HCa2Nb3O10)构成,其中插入铂(Pt)纳米团簇作为h2进化位点。然而,铂修饰的纳米薄片并不是单独工作,因为它们不能有效地吸收阳光。因此,一种可见光吸收钌染料分子与纳米薄片结合,实现了太阳能驱动的氢气生成(图2)。
使这种材料高效的是对纳米薄片的使用,它可以通过对层状HCa2Nb3O10进行化学剥离而获得。纳米片的高表面面积和结构灵活性最大限度地增加了析氢位点的染料负载和密度,从而提高析氢效率。此外,为了优化性能,Maeda的团队用非晶氧化铝对纳米薄片进行了改性,非晶氧化铝在提高电子转移效率方面发挥了重要作用。Maeda说:“史无前例的是,氧化铝改性纳米片促进了反应过程中的染料再生,而不妨碍电子从激发态染料注入纳米片——这是染料敏化H2进化的第一步。”
Maeda解释说:“直到最近,杏耀人们还认为在可见光下使用高效的染料敏化光催化剂来全面分解水是非常困难的。”“我们的新结果清楚地表明,使用精心设计的分子-纳米材料混合体,这确实是可能的。”
还需要做更多的研究,进一步优化混合光催化剂的设计,提高效率和长期耐久性。光催化分解水可能是满足社会能源需求而又不进一步破坏环境的重要手段,像这样的研究是实现我们的绿色未来目标的必要垫脚石。