發(fā)現(xiàn)新的方式——將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫

在BESSY II上分析的PCN樣品顯示，特定的氨基在將電子吸引到自身方面更有效?？茖W(xué)家們觀察到了基于氧的缺陷，并分離出-適合分解水和提高氫轉(zhuǎn)化效率的基團(tuán)。當(dāng)使用鎳作為助催化劑時(shí)，觀察到-有效的轉(zhuǎn)化。

中國(guó)天津大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種更有效的方式將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫，從而在沒有陽(yáng)光的情況下產(chǎn)生更多新穎的能量。突破性發(fā)現(xiàn)使用不含金屬的光催化劑將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫。該發(fā)現(xiàn)被證明比在可見光照射下使用聚合碳氮化物(PCN)的以前的能量產(chǎn)生器高11倍。

當(dāng)光伏面板將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能時(shí)，在太陽(yáng)光時(shí)段會(huì)產(chǎn)生多余的電能。如果連接到該系統(tǒng)的電子設(shè)備未使用全部電源，則多余的能量可用于為電解槽供電。電解器將水分解成氫和氧原子并將其存儲(chǔ)。當(dāng)沒有陽(yáng)光時(shí)，氫被儲(chǔ)存在燃料電池中以產(chǎn)生電能。

科學(xué)家將氫轉(zhuǎn)化率提高了11倍

天津大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，通過增加聚合碳氮化物(PCN)的表面積，催化作用成倍增加，催化效率提高了11倍。當(dāng)前的基于PCN的材料的光催化活性仍然很差，因?yàn)樗鼈儾荒芎芎玫胤稚⒃谒?，并且電子空穴的?fù)合發(fā)生得太快。過去的研究使用了昂貴的金屬(例如鉑)來(lái)分解水并產(chǎn)生氫來(lái)存儲(chǔ)能量。這種方法是不經(jīng)濟(jì)的，并且使太陽(yáng)能的使用成本很高。有了這一新發(fā)現(xiàn)，使用不含金屬的光催化劑，太陽(yáng)能可以大大提高效率和負(fù)擔(dān)得起。

秘密在于聚合氮化碳的合成和熱處理。中國(guó)化學(xué)家使用兩步熱處理來(lái)分離出單片聚合碳氮化物。這些薄片緊密地包裝在一起，開始分離成具有大孔的單個(gè)納米層。這些孔含有具有特定功能的不同氨基;科學(xué)家分析了樣品，以確定如何使氫的生物試劑更有效率。

這項(xiàng)研究的共同作者之一的博士生Jian Ren說：“我們能夠確定在孔中沉積了哪些氨基和氧化基團(tuán)。"“從氫到氫的轉(zhuǎn)化：納米結(jié)構(gòu)將無(wú)金屬的光催化劑的效率提高了11倍。"