中科院研发新型光催化材料 实现高效水光解产氧

中科院研发新型光催化材料 实现高效水光解产氧

引用

中国科学院

等

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来源

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http://www.dicp.cas.cn/

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http://www.dicp.ac.cn/

3.

http://gxt.hebei.gov.cn/main/fwKyjg/linkToDetails?id=c6cb6eb3-0a1a-2553-e528-47ce2dd8c426

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http://www.nanoer.net/phone/listinfo-4-645.html?page=643&classid=4&totalnum=51707

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https://chinah2.com/observe/info/745

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https://td.fyun.cc/detail/79816e424227f33df9846f959465f75d3204dfbd.html

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http://mm.chinapower.com.cn/zx/hyfx/20240227/236713.html

近日，中国科学院大连化学物理研究所与日本东京工业大学合作开发出一种新型宽光谱捕光催化材料β-ZrNBr。该材料在光催化水分解制氢和放氧方面展现出优异性能，相关研究成果已发表在国际知名期刊《德国应用化学》上。

这一突破性进展为太阳能高效转化技术的发展开辟了新的途径，引起了广泛关注。

随着全球能源需求的持续增长和环境问题的日益严峻，开发清洁、可再生的能源已成为世界各国的共识。太阳能作为最丰富的可再生能源之一，其高效利用一直是科研领域的热点。然而，传统的太阳能转化技术存在效率低、成本高等问题，限制了其大规模应用。

大连化学物理研究所在能源领域，特别是催化化学方面具有深厚的研究基础。此次与日本东京工业大学的合作，旨在开发新型光催化材料，以实现更高效的太阳能转化。

宽光谱捕光催化材料是一种能够吸收和利用太阳光中更宽波长范围的材料。与传统的光催化材料相比，它具有以下显著优势：

1. 更高的光能利用率：传统的光催化材料通常只能吸收紫外光或部分可见光，而宽光谱捕光催化材料能够吸收从紫外到近红外的更宽光谱范围，从而显著提高光能利用率。

2. 更强的催化活性：β-ZrNBr材料具有独特的电子结构，能够在光照射下产生更多的电子-空穴对，从而增强催化反应的活性。

3. 更好的稳定性：该材料在光照条件下表现出优异的化学稳定性和抗光腐蚀性能，确保了长期使用的可靠性。

β-ZrNBr材料在光催化水分解制氢和放氧方面的优异性能，使其在可再生能源领域具有广阔的应用前景。具体来说：

1. 绿氢制取：通过光催化水分解制取的氢气是真正的“绿氢”，生产过程基本不会产生二氧化碳等温室气体，符合全球碳中和的目标。

2. 能源存储：制取的氢气可以作为高效的能源载体，用于燃料电池、氢能汽车等领域，实现可再生能源的储存和转化。

3. 工业应用：该技术还可以应用于其他需要氢气的工业过程，如合成氨、石油精炼等，减少对化石能源的依赖。

然而，要实现商业化应用，仍需解决一些关键问题：

1. 成本问题：虽然β-ZrNBr材料展现出优异性能，但其制备成本和规模化生产的可行性仍需进一步研究。

2. 技术优化：如何进一步提高光催化效率，延长材料使用寿命，降低系统能耗，是实现工业化应用的关键。

3. 系统集成：需要开发与之相匹配的光催化反应器和系统集成技术，以实现大规模应用。

中科院大连化学物理研究所与日本东京工业大学合作开发的β-ZrNBr宽光谱捕光催化材料，为太阳能高效转化技术带来了新的希望。虽然目前仍处于研究阶段，但其展现出的优异性能和广阔应用前景，无疑将为全球能源转型和可持续发展做出重要贡献。