用紅外光進行光解水制氫已成為可能

2020-12-03 東方網

原標題:用紅外光進行光解水制氫已成為可能

  【科技前沿】

  光明日報合肥1月18日電記者李陳續、通訊員曾皓18日從中國科技大學獲悉,楊金龍教授研究組提出的一種新的光解水催化機制,使得利用紅外光進行光解水制氫成為可能,為今後利用太陽光所有頻率的能量鋪平了道路。最新一期《物理評論快報》發表了該成果,英國物理學會的物理世界網站發專文進行介紹和評價。

  利用太陽光分解水制氫,為人類提供清潔燃料,一直被視為「化學的聖杯」。

  楊金龍研究組提出本身具有電偶極矩的二維納米催化劑,可突破傳統理論對催化劑吸收單個光子能量的限制,用紅外光也可以分解水產生氫氣。這種催化劑內存在的偶極會產生內電場,吸附在催化劑兩個表面上的水分子會感受到不同的靜電環境,從而導致兩個表面上水發生氧化還原的條件變得不再相同。如果氧化和還原分別發生在不同的表面,催化劑受到的最小單光子能量的限制原則上將不再存在。在這一新的光解水機制中,不僅紫外光和可見光,紅外光也可以用來促使水分解產生氫氣。

  這一研究的成功,大大擴展了太陽能轉化為化學能中可利用的太陽光頻譜範圍,有望對未來新能源技術的發展產生重要影響。

 


聲明:凡註明為其他媒體來源的信息,均為轉載自其他媒體,轉載並不代表本網贊同其觀點,也不代表本網對其真實性負責。您若對該稿件內容有任何疑問或質疑,請即與東方網聯繫,本網將迅速給您回應並做處理。
電話:021-60850000

相關焦點

  • 【光明日報】用紅外光進行光解水制氫已成為可能
    記者18日從中國科技大學獲悉,楊金龍教授研究組提出的一種新的光解水催化機制,使得利用紅外光進行光解水制氫成為可能,為今後利用太陽光所有頻率的能量鋪平了道路。最新一期《物理評論快報》發表了該成果,英國物理學會的物理世界網站發專文進行介紹和評價。  利用太陽光分解水制氫,為人類提供清潔燃料,一直被視為「化學的聖杯」。
  • 科學網—新型光解水制氫助催化劑研製成功
    本報訊(記者楊保國)中國科學技術大學教授熊宇傑課題組設計出一類具有原子精度殼層結構的助催化劑,在降低貴金屬鉑助催化劑用量的同時,大幅度提高光解水制氫性能
  • 青島大學趙海光教授在太陽能光解水制氫領域取得重要進展
    近日,青島大學國家重點實驗室趙海光教授、韓光亭教授與加拿大國立科學研究院Federico,Rosei教授合作在太陽能光解水制氫領域取得重要進展,相關研究成果以「Efficient and Stable Hydrogen Evolution Based
  • 中科大研製出新型Z型光催化劑 廣譜光解水制氫性能優異
    中科大研製出新型Z型光催化劑 廣譜光解水制氫性能優異 2017-04-05 09:05:00來源:安徽日報
  • 紫外線下水分解制氫效率超96%:日本科學家改進光催化劑
    40年後,他在世界頂級學術期刊《自然》上公布最新研究稱,經過一系列降低副反應的設計,摻雜鋁的鈦酸鍶在紫外線下催化光解水的量子效率已經達到了96%以上。當然,太陽光中強度最高的部分是可見光,並非紫外線。鈦酸鍶因此很難真正進入大規模應用。不過,作為一種模型,堂免一成團隊的結果令人鼓舞,提出的改進效率設計也可能適用於可見光光催化劑。
  • 中國學者半導體抗光腐蝕獲進展,提高太陽能制氫光電轉換效率
    記者近日從內蒙古大學獲悉,該校王蕾研究員帶領的科研團隊在半導體抗光腐蝕研究方面取得新進展,得到國家自然科學基金等多個項目的認可支持。「鈍化層助力BiVO4抗光腐蝕研究」的相關成果已於近日在國際化學期刊《德國應用化學》發表,將有助於提高太陽能制氫的光電轉換效率。
  • 新技術之太陽能光催化制氫技術
    在新能源領域中,氫能已普遍被認為是一種最理想的新世紀無汙染的綠色能源,這是因為氫燃燒,水是它的唯一產物。氫是自然界中最豐富的元素,它廣泛地存在於水、礦物燃料和各類碳水化合物中。   然而,傳統的制氫方法,需要消耗巨大的常規能源,使氫能身價太高,大大限制了氫能的推廣應用。
  • 新型二氧化鈦表面室溫下可光催化分解水制氫
    原標題:新型二氧化鈦表面室溫下可光催化分解水制氫 記者近日從合肥工業大學獲悉,該校科研人員成功構建了一種新型的銳鈦礦二氧化鈦表面模型,可實現二氧化鈦可見光吸收及催化活性大幅提升,可為清潔能源開發提供新的路徑。相關成果日前發表在國際著名期刊《先進功能材料》上。
  • 我國半導體抗光腐蝕研究取得新進展
    記者近日從內蒙古大學獲悉,該校王蕾研究員帶領的科研團隊在半導體抗光腐蝕研究方面取得新進展,得到國家自然科學基金等多個項目的認可支持。「鈍化層助力BiVO4抗光腐蝕研究」的相關成果已於近日在國際化學期刊《德國應用化學》發表,將有助於提高太陽能制氫的光電轉換效率。王蕾研究員介紹,新型潔淨能源氫能素來是新能源的研究熱點,光解水制氫是獲得氫能的主要技術之一,而太陽能制氫轉換效率是光解水主要性能指標。
  • 我半導體抗光腐蝕研究取得新進展
    記者近日從內蒙古大學獲悉,該校王蕾研究員帶領的科研團隊在半導體抗光腐蝕研究方面取得新進展,得到國家自然科學基金等多個項目的認可支持。「鈍化層助力BiVO4抗光腐蝕研究」的相關成果已於近日在國際化學期刊《德國應用化學》發表,將有助於提高太陽能制氫的光電轉換效率。
  • 我半導體抗光腐蝕研究取得新進展
    科技日報訊 (記者張景陽 通訊員胡紅波)記者近日從內蒙古大學獲悉,該校王蕾研究員帶領的科研團隊在半導體抗光腐蝕研究方面取得新進展,得到國家自然科學基金等多個項目的認可支持。「鈍化層助力BiVO4抗光腐蝕研究」的相關成果已於近日在國際化學期刊《德國應用化學》發表,將有助於提高太陽能制氫的光電轉換效率。
  • 光催化法制氫簡介
    利用太陽能生產氫氣的系統,有光分解制氫,太陽能發電和電解水組合制氫系統。太陽能制氫是近30~40年才發展起來的。到目前為止,對太陽能制氫的研究主要集中在如下幾種技術:熱化學法制氫、光電化學分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫。本篇文章介紹的是光催化法制氫。
  • 清潔能源「點金石」:高效光解水催化劑問世
    催化光解水是一項自上世紀七十年代以來被廣泛關注的領域。包吉明團隊的突破之處,在於光源由可見光而非傳統的紫外光充當,而且無須消耗性材料和助催化劑,即可使水完全分解為氫氣與氧氣。光能-化學能轉化效率(按氫氣產量計算)從過去使用人造樹葉時的0.1%提升到了5%。
  • 基礎研究 | 我區半導體抗光腐蝕研究取得新進展
    Ed.)刊登了內蒙古大學王蕾研究員課題組的「鈍化層助力BiVO4抗光腐蝕研究」(Stable Co-Catalyst-Free BiVO4 Photoanodes with Passivated Surface States for Photocorrosion Inhibition)最新研究成果。
  • 廣東石油化工學院:P 摻雜 g-C3N4 納米片用於高效光催化制氫
    此外,納米結構不僅加速了光生電子空穴對的有效分離和轉移,而且有效地防止了光生載流子相互結合。 在輔助催化劑改性的同時,許多文獻表明,在犧牲劑和輔助催化劑的補充下,光催化制氫可以提高效率。原因是輔助催化劑可以作為制氫的活性點,光生電子會被注入到輔助催化劑中,從而重新分配光生載流子,從而使更多的活性載體參與光催化反應,提高光催化活性。目前,磷摻雜是控制(g-C3N4)電子結構的一種理想策略。
  • 人工光合作用研究重鎮曝光:美國能源部從光解水轉向還原二氧化碳
    我們首先研究了水分解制氫,結果很成功,實現了我們的目標。」霍爾說,「我們研究的產氫裝置,其產氫效率達10%,同時具備高的穩定性和持久性,有望製備大規模集成裝置。雖然有些其他的系統得到了18%的產氫效率,但它們與JCAP的系統完全不一樣。不同之處在於,我們的系統不但可以分解水,還可以把產物分離開。通常來說,水分解會同時得到氫氣和氧氣,這是一種易爆易燃的混合物。
  • 接近100%的光解水催化劑!氫能源替代石油,能源革命開始了?
    地底下的石油是一次性消耗品,什麼能夠取代石油,成為人類下一代更廉價、更環保的能量來源?這是將會決定未來社會運行邏輯的重要問題。但有一項研究的突破,讓氫能源的普遍利用的可能走向歷史舞臺!研究人員發現了一種神奇的催化劑,在這種催化劑的作用下,用光來分解水,產生氫氣和氧氣的效率可以達到幾乎100%。氫氣,是下一代能源的重要候選人之一。以往類似的讓光分解水產生氫氣的研究,反應效率通常都在10%以下。這一次直接把效率提高到了理論上的最大值,也就是接近100%。
  • 氫能極大概率將成為能源的終極之路
    2.上遊電解水制氫技術將成主流,成本是掣肘,期待電價下降帶來利潤空間。 制氫途徑主要有熱化學重整、電解水和光解水三類。當前主要以石化燃料化學重整為主,但是該方法不可持續也不環保;光解水是理論上最理想的技術,但仍處於研究階段。 電解水高效低碳可持續,並且技術業已成熟,高電價引起的高成本是目前的主要障礙。