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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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新策略讓產(chǎn)氫性能大幅提升
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新策略讓產(chǎn)氫性能大幅提升 近日，大連海事大學(xué)宗旭教授團(tuán)隊(duì)在太陽(yáng)能制氫研究取得進(jìn)展，通過(guò)硫化鉛和非晶鉬硫化物助催化劑的協(xié)同功能化調(diào)控，使得各類(lèi)代表性的金屬鹵化物鈣鈦礦的產(chǎn)氫性能均獲得大幅提升。相關(guān)成果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》。 太陽(yáng)能到化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率約4.63%。受訪者供圖 在“雙碳”大戰(zhàn)略下，船舶航運(yùn)業(yè)面臨“綠色化”轉(zhuǎn)型的迫切需求。使用“氫氣”等清潔能源替代傳統(tǒng)化石燃料，是實(shí)現(xiàn)船舶航運(yùn)業(yè)綠色發(fā)展的理想途徑。宗旭教授團(tuán)隊(duì)致力于以太陽(yáng)能為代表的可再生能源制氫科學(xué)與技術(shù)研究，通過(guò)發(fā)展高性能太陽(yáng)能制氫材料及其優(yōu)化策略實(shí)現(xiàn)高效太陽(yáng)能制氫反應(yīng)過(guò)程。 金屬鹵化物鈣鈦礦（MHPs）具有優(yōu)異的光電物理性質(zhì)，是理想的太陽(yáng)能制氫載體。但是，MHPs表面含有大量的缺陷，并且缺乏有效的析氫反應(yīng)活性位點(diǎn)，嚴(yán)重限制其太陽(yáng)能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)換效率。 針對(duì)上述挑戰(zhàn)，本工作提出了一種雙功能化策略，即利用含鉬硫分子的助催化劑前體對(duì)MHPs進(jìn)行表面修飾。得益于鉛和硫之間的強(qiáng)烈化學(xué)鍵合作用以及分子助催化劑前體在沉積溶液中的優(yōu)異分散，硫化鉛（PbS）和非晶鉬硫化物（MoSx）助催化劑可均勻且緊密地修飾于MHPs表面。研究表明，PbS助催化劑可以有效地鈍化MHPs表面的鉛相關(guān)缺陷，從而減緩電荷復(fù)合并顯著提高電荷轉(zhuǎn)移效率。非晶態(tài)MoSx助催化劑進(jìn)一步促進(jìn)提取MHPs中產(chǎn)生的光生電子并促進(jìn)產(chǎn)氫催化反應(yīng)。 因此，通過(guò)PbS和MoSx助催化劑的協(xié)同功能化調(diào)控，各類(lèi)代表性的MHPs的產(chǎn)氫性能均獲得大幅提升。其中，在FAPbBr3-xIx上實(shí)現(xiàn)了約4.63%的太陽(yáng)能到化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率，是在MHPs體系中獲得的最高效率之一。 相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202409945 |
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