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中科院为太阳能制氢催化剂找到更好的“催化”材料

 动力永恒

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近日,中国科学院金属研究所宣布,该所团队在二氧化钛中引入稀土元素钪,设计出具有定向光生电荷传输通道的催化材料,大幅提升了制氢效率。

太阳能制氢主要有发电后电解水和太阳光直接光解水两种方式。二氧化钛虽被称为“光催化材料”,但被激活的电子和空穴易复合,且高温制备易形成原子级缺陷,降低制氢效率。

科研团队通过“元素替代”和“结构整容”解决问题。他们选择稀土元素钪,因其离子半径与钛相近、价态能中和氧空位带来的电荷失衡、还能重构晶体原子排布。引入5%钪原子后,成功制备出特定晶面组成的金红石相二氧化钛,形成“电荷高速公路”和强电场,提升了光生电荷分离效率。

测试结果显示,改造后的半导体光催化材料性能显著提升,光生电荷分离效率提升200余倍,量子利用率突破30%,产氢效率比原来高出15倍。

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回复动力永恒:这方面专利比较多的是日本,我国也有引进氢能源动力进行试验,发现这玩意替代柴油潜力很大,适合货柜车和轮船等重型机械用。如果生产效率跟电差不多,那就有实用性了

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