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新型光解水制氢助催化剂研制胜利

人气:1279宣布工夫:2015-11-19 15:27:41

中国科学技术大学教授熊宇杰课题组设想出一类具有原子精度壳层构造的助催化剂,在低落贵金属铂助催化剂用量的同时,大幅度进步光解水制氢机能,为开辟低成本、下机能光催化质料供应了新的路子。该结果在线宣布于《德国应用化学》,并被选为该期刊的“非常重要论文”。

光解水制氢是一种能够间接将太阳辐射能转化为氢能的路子。助催化剂能够增进太阳能发生的电荷取回响反映水分子的相互作用,已普遍应用于光催化发域中。贵金属铂质料早已证明是一类优秀的光解水制氢助催化剂,但因为其本钱下,人们一向在寻觅低落铂用量的要领。

熊宇杰小组设想出一类具有原子精度壳层的钯—铂核壳构造助催化剂。这类设想应用钯—铂金属间的电势差作为半导体中光生电子的“活动”驱动力,使得电子自觉天顺次从半导体背金属钯、铂“跑位”,最初聚集在金属铂壳层的表面里,从而驱动了金属铂外面的高效光解水制氢回响反映。合作者江俊传授经由过程实际模仿,形貌了该电荷演变历程;路军岭传授课题组以一氧化碳为探针份子,在红外光谱中清楚天反映出电荷在金属铂外面的选择性聚集效应,从而证明了该感化机制。

该电子驱动感化机制针对金属铂壳层厚度提出了原子精度的高要供,为此研究人员响应生长了壳层厚度精准掌握的分解要领,无需运用本钱奋发的原子层堆积手艺便可发展少数原子层厚度的金属壳层。

熊宇杰示意,基于该手艺,光解水制氢效力取无助催化剂的半导体光催化剂比拟进步了322倍,比传统纯铂助催化剂的半导体光催化剂系统进步8.2倍。同时,该设想以相对便宜的钯内核替换了金属铂,使质料本钱低落了1/3以上。

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