记者10月22日获悉，近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘岗研究团队与国内外研究团队合作，发展出仿生图案化半导体光催化材料面板，实现可见光驱动下水的自发裂解产生化学计量比的氢气和氧气。相关成果近日刊发在《美国化学会杂志》上。
太阳能光催化分解水制取绿氢，是前沿和颠覆性低碳技术，在助力实现“双碳”目标方面极具潜力。该技术主要是利用太阳光谱中的紫外和可见光来驱动半导体光催化材料，以满足水分解所需的能量要求。
其中，发展高效的半导体光催化材料是该技术走向应用的关键。经历近半个世纪的持续研究，半导体光催化材料对占比太阳光谱不足5%的紫外光的利用效率已近100%，而对占太阳光谱中占比达45%的可见光的利用效率却很低。究其原因是可见光能量较低，激发窄带隙半导体产生的光生电子与空穴诱发水分解反应的驱动力不足。因此，实现高效可见光催化分解水，是太阳能光催化分解水制氢领域的研究制高点。
自然界中植物叶子可以高效利用可见光进行光合作用，是因为叶子中进行光合作用的场所类囊体膜中，间隔有序分布着两种吸收可见光的光合成色素，两者通过电荷传递蛋白实现串接，受可见光激发产生的光生电荷按照Z型路径传递，实现能量叠加驱动可见光下的高效光合成反应。
研究人员受此启发，结合微纳集成工艺，在氟掺杂氧化锡透明导电玻璃上创制了图案化的新型仿生光催化材料面板，获得Cu2O（产氢光催化材料）与BiVO4（产氧光催化材料）两种半导体间隔交替分布的条带图案。通过匹配半导体与导电基体间的功函数，形成欧姆接触促进两者间通过导电基体进行Z型电荷转移，有效抑制光生电子与空穴的发光复合，延长了光生电荷的平均寿命，并实现了光生电子与空穴的空间有序分离，即分别在产氢和产氧光催化材料条带上有序富集。
在可见光照射下，有序富集的光生电子与空穴可自发裂解水，产生化学计量比的氢气和氧气。据介绍，该图案化光催化材料面板技术方案通用性高，易模块化组装，其与低成本微电子集成工艺无缝衔接，可显著降低规模化应用门槛。
1923年2月14日，学者张君劢应邀到清华学校演讲，演讲的主题是“人生观”，要点是说明科学与人生观的差异，张君劢的观点引起地质 2024年度国家自然科学基金委员会与韩国国家研究基金会合作交流与双边研讨会项目指南 根据国家自然科学基金委员会（NS 陈志潜（1903—2000），生于四川成都。公共卫生学家、医学教育家、中国近现代农村公共卫生体系的开创者。1929年毕业于北京协 12月16日，国家教育宏观政策论坛2023年会暨上海教育督导论坛在华东师范大学举行。华东师范大学党委书记、国家教育宏 中新社北京1月1日电 (记者 阮煜琳)中国自然资源部海啸预警中心消息，日本本州西岸近海海域1月1日发生7.4级地震已引发 2023年12月28日，陕西省审计厅在官网发布《2023年第9号审计结果公告》，其中西北大学2019年度预算执行及财务收支情况审计 。本文链接：图案化“人工树叶”实现太阳能分解水制氢定制化http://www.sushuapos.com/show-11-12809-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 中国科协发布申报研讨活动项目的通知