新的,低成本,高效的装置分裂水以生产氢气

稻米大学研究人员创造了一种高效,低成本的装置,分配水以生产氢燃料。

该平台由布朗工程学院水稻材料实验室的科学家楼军开发,集成了催化电极和钙钛矿太阳能电池,当阳光触发时,产生电力。欧洲杯足球竞彩电流流向将水转化为氢和氧的催化剂,在阳光下转化氢的效率高达6.7%。

这种催化技术并不新鲜,但实验室将钙钛矿层和电极封装在一个单一模块中,当放入水中并置于阳光下时,无需进一步输入即可产生氢。

娄,领导作者和大米博士后贾亮及其同事在美国化学学会杂志介绍的平台ACS纳米是一个自我维持的燃料生产商,他们说,应该很容易批量生产。

“这个概念与人工叶子大致相似,”娄说.“我们拥有的是一个集成模块,将阳光变成电力,以驱动电化学反应。它利用水和阳光来获得化学燃料。”

钙钛矿是一种具有立方晶格的晶体,已知它能吸收光线。到目前为止,最高效的钙钛矿太阳能电池的效率达到25%以上,但材料昂贵,容易受到光、湿度和热量的影响。欧洲杯足球竞彩

“贾庆林用碳等替代品取代了钙钛矿太阳能电池中更昂贵的部件,比如铂,”娄说。“这降低了商业采用的进入障碍。这样的集成设备是有希望的,因为它们创建了一个可持续的系统。这不需要任何外部电源来保持模块运行。”

梁说,关键成分可能不是钙钛矿,而是封装它的聚合物,保护模块,并允许长时间浸泡。“其他人开发了催化系统,将太阳能电池连接到水外,用电线将浸入电极。”他说。“我们通过用Surlyn(聚合物)膜封装钙钛矿层来简化系统。”

梁说,这种有图案的薄膜可以让阳光照射到太阳能电池,同时保护它,并充当电池和电极之间的绝缘体。

“有了巧妙的系统设计,你就有可能创造出一个自我维持的循环,”娄说。“即使没有阳光,你也可以用化学燃料的形式使用储存的能量。你可以把氢和氧产品分别放在不同的容器中,并结合另一个模块,比如燃料电池,将这些燃料重新转化为电能。”

研究人员表示,他们将继续改进封装技术以及太阳能电池本身,以提高模块的效率。

这篇论文的共同作者是前赖斯访问学生肖涵(现为西安西北工业大学副教授)和邱云秀(现为圣路易斯华盛顿大学研究生);水稻研究生方七艺、张博宇;莱斯校友王维鹏,现任清华大学助理教授;莱斯大学博士后研究员张静;以及莱斯大学材料科学与纳米工程系主任普里克尔·阿贾扬(Pulickel Ajayan)、本杰明·m·玛欧洲杯足球竞彩丽·格欧洲杯线上买球林伍德·安德森(Benjamin M. and Mary Greenwood Anderson)工程学教授和化学教授。卢是材料科学、纳米工程和化学教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

该研究由美国莱斯大学小旋研究所的Peter M.和Ruth L. Nicholas纳米技术博士后奖学金、韦尔奇基金会、美国国家科学基金会支持的纳米系统工程研究中心的纳米技术支持的水处理,以及中央大学基础研究基金资助。欧洲杯线上买球中国

来源:https://www.rice.edu/

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