由瑞典查爾姆斯理工大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新型太陽能制氫方法,該方法無需使用稀有且昂貴的鉑作為催化劑。研究人員利用陽光、水及特制的導(dǎo)電塑料納米顆粒,展示了高效、可持續(xù)且低成本的氫氣生產(chǎn)過程。

相關(guān)研究成果已在學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》上發(fā)表。該研究的關(guān)鍵在于對(duì)一種名為共軛聚合物的導(dǎo)電塑料進(jìn)行材料設(shè)計(jì),通過分子層面的調(diào)整,顯著提升了材料在水中的相容性,并使其能夠以納米顆粒形式高效促進(jìn)光催化制氫反應(yīng)。
研究論文的第一作者之一、查爾姆斯理工大學(xué)研究員亞歷山大·霍姆斯表示:“開發(fā)不含鉑的高效光催化劑一直是該領(lǐng)域的長(zhǎng)期夢(mèng)想。通過將先進(jìn)的材料設(shè)計(jì)應(yīng)用于我們的導(dǎo)電塑料顆粒,我們可以在不使用鉑的情況下高效、可持續(xù)地生產(chǎn)氫氣——成本大幅降低,性能甚至可以超越鉑基體系。”實(shí)驗(yàn)顯示,僅使用一克該聚合物材料,一小時(shí)內(nèi)即可生成約30升氫氣。
目前,該工藝在實(shí)驗(yàn)室階段仍需添加維生素C作為輔助試劑,以防止反應(yīng)停滯。研究團(tuán)隊(duì)的下一個(gè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)僅以陽光和水為投入,完成整體水分解反應(yīng),同時(shí)產(chǎn)生氫氣和氧氣。
該研究負(fù)責(zé)人、查爾姆斯理工大學(xué)教授王爾剛表示:“在這個(gè)系統(tǒng)中去除鉑金是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)制氫的重要一步。我們正在探索無需添加劑即可實(shí)現(xiàn)整體水分解的材料和策略。”這項(xiàng)研究為降低綠氫生產(chǎn)成本、推動(dòng)可持續(xù)氫能發(fā)展提供了新的技術(shù)路徑。
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