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水中取氢催化剂研究获重要进展

  中新社合肥8月4日电 (记者 吴兰)将水分解转化再生成氢能,是解决未来能源与环境危机的理想途径之一。记者4日从中国科学技术大学获悉,该校科研人员利用同步辐射在光催化全解水研究中取得重要进展。

  中国科学技术大学国家同步辐射实验室韦世强教授和姚涛特任教授课题组在利用同步辐射X射线一种技术精确设计出一种催化剂,在实现太阳光驱动自发水分解中取得重要进展,相关研究成果发表在《德国应用化学》期刊上,并被选为当期热点文章。

  通过太阳光驱动水分解的“人工光合作用”是实现太阳能转化生产清洁可再生氢能的理想方法,同时也是解决未来能源与环境危机的理想途径之一。然而,目前大多数光催化剂在不使用牺牲剂的条件下很难实现太阳光驱动水分解,其效率也远远达不到实际应用的需求。

  光解水过程包含着复杂的多电子、多步骤反应,对催化剂材料的要求非常高,不仅要有合适的能级结构来吸收足够的可见光,更关键的是要有效地分离和传输光生电子和空穴,同时还具备高效稳定的产氢和产氧活性位点。因此,寻求新型高效、稳定和廉价的光催化剂依然面临着极大挑战。

  科研人员利用同步辐射X射线吸收谱学等,获得了一种钴基复合型光催化剂,不仅极大地提高了材料的可见光吸收,而且成功将光生载流子寿命显著提高约20倍。他们所设计的该光催化剂实现了在模拟太阳光照、不加牺牲剂和贵金属的条件下全解水产氢的高产出率。

  据介绍,该研究将为进一步提升现有光催化剂的水分解性能提供新的设计思路和方法。(完)

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