加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點,為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學院辦院方針

首頁 > 傳媒掃描

【科技日報】新助催化劑大幅提升光解水制氫性能

2015-11-01 科技日報 吳長鋒 楊保國
【字體:

語音播報

  中國科學技術(shù)大學熊宇杰教授課題組設(shè)計出一類具有原子精度殼層結(jié)構(gòu)的助催化劑,在降低貴金屬鉑助催化劑用量的同時,大幅度提高光解水制氫性能,為開發(fā)低成本、高性能光催化材料提供了新途徑。該成果于近日在線發(fā)表在國際重要化學期刊《德國應(yīng)用化學》上,并被選為該期刊的“非常重要論文”。

  太陽能被認為是21世紀最清潔的能源,而光解水制氫是一種可以直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為氫能的途徑。助催化劑可以促進太陽能產(chǎn)生的電荷與反應(yīng)水分子的相互作用。貴金屬鉑材料早已證實是一類優(yōu)異的光解水制氫助催化劑,但其成本較高。

  熊宇杰小組基于先前發(fā)展的電子驅(qū)動作用機制,別出心裁地設(shè)計出一類具有原子精度殼層的鈀—鉑核殼結(jié)構(gòu)助催化劑。這種設(shè)計利用鈀—鉑金屬間的電勢差作為半導體中光生電子的“運動”驅(qū)動力,使得電子自發(fā)地依次從半導體向金屬鈀、鉑“跑位”,最后聚集在金屬鉑殼層的外表面,從而驅(qū)動了金屬鉑表面的高效光解水制氫反應(yīng)。合作者江俊教授通過理論模擬,描述了該電荷演化過程;路軍嶺教授課題組以一氧化碳為探針分子,在紅外光譜中清晰地反映出電荷在金屬鉑表面的選擇性聚集效應(yīng),從而證實了該作用機制。

  該電子驅(qū)動作用機制針對金屬鉑殼層厚度提出了原子精度的高要求,為此研究人員相應(yīng)發(fā)展了殼層厚度精準控制的合成方法,無需使用成本高昂的原子層沉積技術(shù)即可生長少數(shù)原子層厚度的金屬殼層。

  熊宇杰介紹,基于該技術(shù),光解水制氫效率與無助催化劑的半導體光催化劑相比提高了322倍,比傳統(tǒng)純鉑助催化劑的半導體光催化劑體系提高8.2倍。同時,該設(shè)計以相對廉價的鈀內(nèi)核替代了金屬鉑,使材料成本降低了1/3以上。

 ?。ㄔd于《科技日報》 2015-11-01 01版)

打印 責任編輯:侯茜

掃一掃在手機打開當前頁

© 1996 - 中國科學院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標識碼bm48000002

地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864

電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(總值班室)

編輯部郵箱:[email protected]

  • © 1996 - 中國科學院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標識碼bm48000002

    地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864

    電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(總值班室)

    編輯部郵箱:[email protected]

  • © 1996 - 中國科學院 版權(quán)所有
    京ICP備05002857號-1
    京公網(wǎng)安備110402500047號
    網(wǎng)站標識碼bm48000002

    地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
    電話:86 10 68597114(總機)
       86 10 68597289(總值班室)
    編輯部郵箱:[email protected]