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中国科学家实现光解水制氢储氢一体化体系设计

2017-07-11 19:30:52    新华社  参与评论()人

据新华社7月11日报道,近日,中国科学技术大学教授江俊、赵瑾等学者利用第一性原理计算,提出了首个光解水制氢储氢一体化的材料体系设计方案,解决了氢能大规模应用最困难的氢气分离和安全储运两大瓶颈问题,具有低成本、通用性、高安全的优点。国际权威学术期刊《自然·通讯》日前发表了该成果。

氢是一种清洁能源,燃烧生成水,不会产生任何污染物,达到环保可再生可持续发展的目标。但几十年来光解水制氢的发展停滞不前,原因是分离和收集氢气非常困难,氢气的存储安全和储运成本也是重大挑战。

针对这些技术难题,我国科研人员从英国诺贝尔奖获得者安德烈·海姆和中科大吴恒安教授关于石墨烯的研究工作得到启发,近期设计出一种二维碳氮材料与石墨烯基材料复合的“三明治结构”。

他们将碳氮材料夹在两层官能团修饰的石墨烯中,这种“三明治结构”可以同时吸收紫外光和可见光,用太阳光能产生激子并裂解出质子,再利用石墨烯的特性将光解水产生的氢气分子“安全地”保留在三明治复合体系内,实现高储氢率下的安全储氢。

这一研究体系同时以较低的成本,巧妙地抑制了光解水制氢的逆反应发生,实现了氢气的有效提纯,是首个安全制氢与储氢一体化的设计。

(责任编辑:张海潮 CM013)
 
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