2021年3月23日
可再生能源的一个潜在来源是氢气产生水的帮助下阳光。瑞典林雪平大学的研究人员已经开发出一种材料,纳米多孔立方碳化硅,展品有前途的属性来捕获太阳能分解水和氢气生产。这项研究已经发表在《华尔街日报》ACS Nano。
“新的可持续能源系统需要满足全球能源和环境挑战,例如增加二氧化碳排放和气候变化”,安益太阳说,物理学系高级讲师,林雪平大学化学和生物,他领导了这项新研究。
氢具有能量密度的三倍的汽油。它可以用来发电用燃料电池,氢燃料汽车,已经商业化。当氢气用于产生能量,唯一的产品形成是纯水。
相比之下,然而,二氧化碳产生氢时创建,因为今天最常用的技术使用过程依赖于化石燃料。因此,9 - 12吨二氧化碳排放1吨产生氢气。
生产氢气的分裂水分子借助太阳能是一种可持续的方法,可以给氢气使用可再生能源而不导致二氧化碳排放。这种方法的主要优点是可以将太阳能转换成燃料,可以存储。
“白天传统的太阳能电池产生能量,能量必须立即使用,或者存储在,例如,电池。氢是一种很有前途的能源,可以以同样的方式存储和运输等传统燃料汽油和柴油”,安益太阳说。
然而,这不是一项容易的任务使用能量来分解水在阳光下给氢气。成功,需要找到的材料,有权利属性的反应水(H亚博网站下载2O)分为氢(H2)和氧(O2通过photo-electrolysis)。
阳光的能量可以用来分解水的形式主要是紫外线和可见光。因此,需要一种材料,可以有效地吸收辐射产生费用,可以分离和有足够的精力去把水分子分割成氢和氧气体。
大多数材料亚博网站下载,研究了直到现在要么是低效的使用可见阳光的能量(TiO二氧化钛2例如,只吸收紫外线的阳光),或没有属性需要分解水的氢气(例如,硅,硅)。
安益太阳的研究小组调查了立方碳化硅,3 c-sic。科学家们产生了一种立方碳化硅,有许多极其微小的气孔。的材料,他们称之为纳米多孔3 c-sic,有前途的性质表明它可以用来使用阳光从水中产生氢气。
目前的研究已经发表在《华尔街日报》ACS Nano,研究人员表明,该新型多孔材料可以有效地陷阱,收获阳光紫外线和大多数可见。此外,多孔结构促进电荷分离所需的能量,而小孔给更大的活性表面积。
这增强了电荷转移,增加了反应网站的数量,从而进一步提高分割效率。
“我们的主要结果表明,纳米多孔立方碳化硅电荷分离效率更高,使分裂的水氢比当使用平面碳化硅”说,安益太阳。
研究了财政支持,以及其他来源,瑞典研究理事会,简称FORMAS,瑞典国际合作研究和高等教育的基础。
这篇文章:“纳米多孔立方碳化硅光电阳极增强太阳能水分裂”,Jing-Xin剑,有Jokubavicius,米凯尔Syvajarvi Rositsa Yakimova安益太阳,(2021),ACS Nano2021年2月19日在线发表doi: 10.1021 / acsnano.1c00256
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