韓國(guó)開(kāi)發(fā)新型光電復(fù)合電極
2019年04月18日 11:13 6171次瀏覽 來(lái)源： 中國(guó)有色金屬報(bào) 分類(lèi)： 新材料前沿 作者： 羅曄
近日，韓國(guó)研究財(cái)團(tuán)公布稱(chēng)，韓國(guó)亞洲大學(xué)徐型灼（音譯）教授研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種全新的光電極，光電轉(zhuǎn)換效率最大可提至97%。
氫氣作為燃料使用時(shí)，僅會(huì)生成水，沒(méi)有大氣污染物排放，因而是一種清潔能源。不過(guò)，為了制備氫，需要對(duì)化石燃料進(jìn)行改質(zhì)處理，這一過(guò)程中會(huì)大量產(chǎn)生二氧化碳。為了解決這一問(wèn)題，業(yè)內(nèi)一直致力于采用電或太陽(yáng)光將水分解成氫氣和氧氣，但由于效率較低，很難實(shí)現(xiàn)商用化。
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的光電極可以促進(jìn)電荷的移動(dòng)，光電流轉(zhuǎn)換效率從60%提高至97%。氫生產(chǎn)效率也非常優(yōu)秀，每cm2光電極在每小時(shí)可以生成3mg的氫氣。
二氧化鈦納米棒/硫化物/鎳氧化物光電極制造工藝及電子能帶結(jié)構(gòu)
為了將電荷向陽(yáng)極和陰極進(jìn)行有效分離，本研究最大的亮點(diǎn)就是將鎳氧化物進(jìn)行層疊，從而將光電荷的損失降至最低。
此次開(kāi)發(fā)的電極采用了三種材料的串列結(jié)構(gòu)。在二氧化鈦納米棒和硫化物薄膜上沉積了鎳氧化物薄膜，這種復(fù)合電極可以與太陽(yáng)光直接反應(yīng)，通過(guò)吸收太陽(yáng)光，生成電荷。
徐型灼（音譯）教授表示，將廉價(jià)的鎳氧化物作為電荷分離保護(hù)膜，由此開(kāi)發(fā)了高效納米結(jié)構(gòu)的光電極，以高水平光電轉(zhuǎn)換效率生產(chǎn)氫氣。為了進(jìn)一步改善長(zhǎng)期光化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，研究還將繼續(xù)進(jìn)行。
另一方面，此次研究得到了韓國(guó)教育部、科學(xué)技術(shù)情報(bào)通信部、韓國(guó)研究財(cái)團(tuán)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（基礎(chǔ)研究、中堅(jiān)研究）的大力支持。研究成果刊登于化學(xué)催化領(lǐng)域的國(guó)際權(quán)威期刊《應(yīng)用催化B：環(huán)境》(Applied Catalysis B: Environmental) 3月16日一期。
責(zé)任編輯：陳巖
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