用纳米多孔立方体碳化物从水中进行可再生能源

立方碳化硅

立方体碳化硅在水中。信用:Thor Balkhed / Liu

一种可再生能源的一个前瞻性来源是借助阳光从水产生的氢气。刘的研究人员开发了一种材料,纳米多孔立方体碳化硅,其具有捕获太阳能和用于氢气生产的太阳能和分割水的有希望的性质。

“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,”罗湖平大学物理,化学和生物学系高级讲师建造武孙说,曾导致新的yabovip2021yabo124已在期刊上发表的研究ACS纳米

氢的能量密度是汽油的三倍。它可以用来使用燃料电池产生电力,并且氢气燃料汽车已经可商购。当使用氢气来产生能量时,形成的唯一产物是纯水。然而,相反,当生产氢气时产生二氧化碳,因为今天使用的最常用的技术取决于化石燃料的过程。因此,在产生1吨氢气时,发出9-12吨二氧化碳。

建武太阳

安武孙,林雪平大学。信用:Thor Balkhed / Liu

通过借助太阳能分离水分子生产氢气是一种可持续的方法,可以使用可再生来源提供氢气,而不会导致二氧化碳排放。这种方法的一个主要优点是将太阳能转换为可以存储的燃料的可能性。

“传统的太阳能电池在白天期间产生能量,并且必须立即使用能量,或者存储在例如电池中。氢是一种希望的能量来源,可以以与传统燃料如汽油和柴油等传统燃料相同的方式储存和运输,“建武太阳说。

搜索具有正确特性的材料

然而,使用阳光中的能量以提供氢气是不容易的。为此成功,有必要找到具有良好性质的经济高效的材料,用于水中的反应(H.2o)被分成氢气(h2)和氧气(o2)通过光电解。可用于分割水的阳光中的能量主要是紫外线辐射和可见光的形式。因此,需要一种材料,其可以有效地吸收这种辐射以产生可以分离的电荷并具有足够的能量将水分子分成氢气和氧气。直到现在现在的大多数材料在他们使用可见阳光(二氧化钛,TiO)的方式的方式中是低效的。2例如,仅吸收紫外线阳光),或者不具有将水分离到氢气(例如,硅,Si)所需的性质。

建武孙的研究组调查了立方碳化硅,3C-SIC。科学家制作了一种立方碳化硅的形式,具有许多极小的毛孔。它们称为纳米孔3C-SiC的材料具有令人前途的性质,表明它可以使用阳光从水生产氢气。本研究已在ACS Nano期刊上发表,研究人员表明,这种新的多孔材料可以有效地捕获和收获紫外线和大部分可见的阳光。此外,多孔结构促进具有所需能量的电荷的分离,而小孔提供较大的活性表面积。这增强了电荷转移并增加了反应位点的数量,从而进一步提高了水分裂效率。

“我们所示的主要结果是,纳米多孔立方体碳化硅具有更高的电荷分离效率,这使得水与氢气分裂得比使用平面碳化硅时的氢气,”建武太阳说。

参考:“纳米多孔立方碳化硅碳化碳化碳化碳化碳化铝合金,用于增强太阳能拆分”,景鑫剑,瓦尔达斯Jokubavicius,MikaelSyväjärvi,rositsa yakimova和Jianwu Sun,2021年2月19日,ACS纳米
DOI:10.1021 / ACSNANO.1C00256

该研究已收到来自其他来源,瑞典研究委员会,表格,以及瑞典研究和高等教育国际合作(Stint)的瑞典基金会的财政支持。

George Farrants的翻译。

是第一个评论“用纳米多孔立方体碳化物从水中进行可再生能源”

发表评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。