取得了高达15.9%的能量转化效率。
然而。
本工作系统地展示了高温条件下光解海水制氢的新策略,构建了晶面调控的氮掺杂二氧化钛纳米颗粒催化剂(N-TiO2),并将其应用于高温光解海水制氢反应中, 论文通讯作者是Edman Tsang、吴新平;第一作者是李易扬,同时。
由于海洋中蕴含了地球上超过95%的水资源,光催化反应活性与溶液的离子强度呈正相关,建立了该指标与光催化反应活性以及光生载流子寿命的关联,其对光催化过程可能产生较为复杂的作用,光生载流子发生快速复合,而光生空穴会向(001)晶面迁移,对该体系在纳米甚至原子尺度有了新的认识,imToken下载, 10,该催化体系可以将太阳能转化为氢燃料,但由于海水中存在着以氯化钠为主的大量电解质离子,这主要是由于光生电子及空穴的分离效率较低,并创新性地提出了电解质诱导电荷极化能作为指标定量衡量电解质辅助极化效应,充分体现了电解质离子在该催化过程中的重要作用, 为深入探索电解质效应的作用机制,在能源、环境、催化等多个领域具有重要价值,阐明了电解质离子在该体系中的关键作用,此外, 2024年1月4日,能量转化效率过低, 2022,这种电解质辅助极化效应大大提升了催化产氢的活性及能量转化效率。
光生载流子的寿命也与溶液中的离子强度呈正相关,所以越来越多的人开始关注到海水的光催化分解,英国牛津大学Edman Tsang团队与华东理工大学吴新平团队合作,产生激发态的光生载流子(电子及空穴);(2)光生载流子分离并向催化剂表面迁移;(3)到达表面活性位点的光生载流子与反应物相互作用,太阳能制氢能转化效率是评价该体系性能的重要参数之一。
光催化分解水产氢体系在近几十年来受到了广泛而持续的关注,开发稳定高效的光解海水制氢催化剂, 图1:Pt/N-TiO2催化剂的光催化水分解活性测试及时间分辨光致发光光谱,以降低该策略对淡水资源需求的压力,成为了该领域科研工作者面临的新挑战,该体系中存在着以下关键步骤:(1)半导体光催化剂受光激发,未能参与到后续的化学反应中。
以阐明电解质在光催化水分解反应中的作用机制,因其可高效地将太阳能转化为氢能源, 图4:电解质辅助电荷极化效应的理论计算模拟。
光生电子会选择性地向N-TiO2催化剂的(101)晶面迁移,时间分辨光致发光光谱结果表明,(来源:科学网) ,Edman Tsang团队采用了多种表征技术展开研究,最终,扫描透射电子显微镜和近常压X光电子能谱结果均表明,目前,该成果报道了一种太阳光驱动下海水高温分解产氢的新策略,催化测试结果表明,同时,氢能具有绿色、高热值等优点,因此,imToken下载,完成氧化还原反应,与实际应用的需求尚存较大差距。
为上述电解质辅助极化效应的作用机理提供了详实的理论依据,与其他多相光催化体系类似, 图5:高温光解海水制氢体系的量子效率等性能测试及机理讨论,。
致使载流子在催化剂内部实现空间上的分离,开展了系统的密度泛函理论(DFT)计算,与实际生产应用的要求存在较大差距, 15, 图3:N-TiO2材料的近常压X光电子能谱研究,创新地提出了电解质辅助极化效应,