
自1972年发现以来,绿色和低碳光溶作局在能源领域中,北京,北京,北京(记者Sun Zifa)是能源领域的“超级明星”之一。如何实现低成本,高效率,大规模和工业应用是一个重要的目的和指导,这是遵循学术和工业界的重要目的和指导。
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According to reports from The Institute of Metal Research, the Institute's Liu Gang researcher team has recently developed a "magic formula" to transform semiconductor photocatalytic materials to the atomic level and directly dispose of new titanium dioxide particles in water for the day, which can achieve high-effort light (Ultraviolet light in sunlight) to lose water and produce hydrogen light (ultraviolet light in sthird of the day) to lose water and produce hydrogen light (阳光下的紫外线)失去水并产生氢光(阳光中的紫外线)To失去水并产生氢。
研究结果表明,使用“魔法公式”光催化材料,电荷分离的光生成效率增加了200倍以上,并且其在360纳米长度的紫外线的使用率超过30%。在模拟的阳光下,氢产量的效率比当前已知的二氧化钛高15倍,从而创造了基于二氧化钛材料系统的氢产生的新照片。
研究人员Liu Gang代表团队向这项研究的结果提供了一份流行的科学报告。 Sun Zifa的图片,中国新闻服务记者
刘帮说:“如果您使用这种材料生产1平方米的光催化板,则每天可以在阳光下每天制造约10升的氢。”
中国团队开发的光催化材料的“秘密”是在太阳能使用领域的成功。这项研究主要结果的作用发表在4月8日北京时代的国际学术杂志“美国化学学会方法”中。
传统材料有致命的缺陷
150年前,法国科幻小说大师Verne介绍了Liu Gang,预测水将是最终的燃料。从那以后,科学家一直在努力生产各种可能使这种预言现实的技术,包括“光催化分解分子的副本”,该技术将直接通过阳光下的水直接分解以获取氢。
目前,有两种主要方法可以从太阳能产生氢:一种是用太阳能电池和电解水产生电力,这非常好,但是设备很复杂且昂贵。其他是直接的水光解,也就是说,通过半导体材料(例如二氧化钛)在阳光中“腐烂”阳光中的水分子。
刘的帮派指出后者是一种特殊的“轻型催化材料”,当暴露于阳光下时,开始像微型植物一样工作。二氧化钛晶体中有数百万道路的“能量接收站”。每个站的接收均包括对钛原子和氧原子的准确修复。当太阳击球时的量子刺激了一个带有能量的“电子孔对”,然后利用其能量腐烂产生氢。
但是,传统的二氧化钛存在致命的缺陷:这些活跃的电子和洞就像迷失方向的种族比赛,在迷宫等材料上奔波,其中大多数将在一秒钟内返回和缓解一千万秒的时间内。同时,高温度的制备环境可以轻松地导致氧原子“从家里逃离”,形成致命的“陷阱区”,这使“迷宫”充满了陷阱,从而进一步影响和抵消光毛。
Scandium元素的三种独特技能
如何打破迷宫传统的二氧化钛材料bitagg?购买的liu gang团队的scandium是钛在时间 - 时间桌上“邻居”的罕见元素,具有三种独特的技能,可以用作“转化工程师”在二氧化钛和进行“结构整形外科”中实施一些“元素替代”。
Scandium元素的三个独特技能包括:Scandium离子的半径与钛的半径相似,并且可以完美地重新出现钛晶格而不会引起结构变形; Scandium + 3价的稳定价状态只能中和由氧气开口引起的不平衡电荷。扫描原子可以重建表面上的crrystal原子以获得特定的晶体表面结构,该结构可以引导光生的电子和孔以用完“迷宫”。显示Agic Formula“(右侧5瓶)和普通二氧化钛材料的例子。
这项研究选择了“婚礼”学校的钛,团队还笑着说:“遥远的亲戚不如附近的邻居好。”通过引入5%的Scandium原子,研究团队成功地在谷物表面上成功制备了金红石二氧化钛,由两种类型的晶体表面组成:“ 101”和“ 110”。这两个晶体平面就像精心设计的“电荷”:一个晶体平面收集电子,而其他晶体平面则负责接收孔。
研究小组说,一个方向发展的发展,即两个晶体平面之间的电场与太阳能电池相媲美(约1 kV厘米),这相当于建立运输费用,该运输费在数百纳米二氧化钛颗粒中“覆盖”的运输费用生产。
继续扩展到可见光
Liu Gang指出,阳光主要由三个部分组成:紫外线,可见光和红外光。目前建造的二氧化钛二氧化钛光催化材料目前仅适合吸收紫外线和腐烂的水以产生氢。
在中国科学院金属研究所实验室中,研究员Liu Gang(中文)与研究人员的团队进行了交谈。中国新闻服务记者Sun Zifa的照片
研究团队的未来工作是根据紫外线使用的持续改进来增加对可见光的使用。我们希望下一步中建造的材料能够正确吸收,同时,电荷分离的效果很好地实现了水的分解反应以产生氢。
从工业应用的角度来看Xide是一种具有广泛工业用途的非有机材料,占世界制造能力的50%以上,并形成了完整的工业链。同时,中国稀有的扫描储备也属于世界顶端。
Liu Gang说,中国对二氧化物的发展和工业应用和随后的光催化材料具有独特的工业利益。在光催化分解的效率取得了进一步的成功之后,有望在某些情况下实现工业应用,促进能量结构和高质量发展的升级,并使用新的优质生产力来帮助实现“双重碳”(碳峰碳中立性)的目标。 (超过)
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