寻找合适的组合来解锁太阳能燃料

  • 2022-02-22 17:52:32
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全球都在感受到气候变化的破坏性影响,凸显了对化石燃料的清洁和可再生替代品的迫切需求。

过氧化氢 (H2O2) 是一种有前途的未来环保燃料,因为它可以利用太阳能由水和氧气清洁制成。然而,这个过程提出了许多挑战,并且尚未针对商业规模的操作进行优化。

为了克服目前过氧化氢生产的局限性,西交利物浦大学的一组研究人员修改了用于该过程的材料,并报告了燃料产量的增加。这一新发现发表在《能源进展》杂志上,可以帮助太阳能燃料成为大规模能源使用的可行选择。

生产挑战

过氧化氢可以液体形式储存,因此比另一种潜在的可再生燃料选择——压缩氢更方便、更安全地运输。然而,过氧化氢的商业生产目前是危险的和耗能的。

使用太阳能制造过氧化氢是一种更安全、更清洁的方法,但要发生这种反应,需要光催化剂。光催化剂必须完成两项工作:首先吸收光,然后利用光能引起化学反应,将水和氧气转化为过氧化氢。通常,单一材料不能兼得两者,因此将材料组合起来以优化此过程。

一种新方法

这种材料组合是西浦研究人员最近研究的重点。

该小组设法在加热时将有机物质加入到材料铌酸盐中——一种层状金属氧化物。铌酸盐的这种改性增加了光催化和过氧化氢的产生。这是开发稳定的过氧化氢光催化剂的第一次,也是为未来创造更清洁燃料的重要进展。

领导这项研究的 Graham Dawson 博士说:“我们下一步将使用这种方法——对层状金属氧化物进行有机改性——并扩大测试材料的范围和性能。我们还将从根本上进一步研究改造过程,努力提高长期稳定性和规模化生产和使用。”

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