• <li id="dbi8b"><legend id="dbi8b"><th id="dbi8b"></th></legend></li>

  • <span id="dbi8b"><optgroup id="dbi8b"></optgroup></span>

    <span id="dbi8b"></span>

    中國科學(xué)家“拍攝”的全時空圖像,突破太陽能分解水制氫“瓶頸”

    2022-10-13 07:07:45 太陽能發(fā)電網(wǎng)
    氫能是一種綠色能源,用太陽能分解水制氫,是科學(xué)領(lǐng)域“圣杯”式的課題,受到全世界關(guān)注。在過去半個世紀的研究中,由于人們對這一全過程的微觀機制一直不清楚,太陽能分解水的效率依然在1.5%的低水平徘徊。 日前,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李燦院士、范峰滔研究員等人揭開了這一極具挑戰(zhàn)性的謎團。他們在國際上首次“拍攝”到光生電荷轉(zhuǎn)移演化
    氫能是一種綠色能源,用太陽能分解水制氫,是科學(xué)領(lǐng)域“圣杯”式的課題,受到全世界關(guān)注。在過去半個世紀的研究中,由于人們對這一全過程的微觀機制一直不清楚,太陽能分解水的效率依然在1.5%的低水平徘徊。

    日前,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李燦院士、范峰滔研究員等人揭開了這一極具挑戰(zhàn)性的謎團。他們在國際上首次“拍攝”到光生電荷轉(zhuǎn)移演化全時空圖像,明確了電荷分離機制與光催化分解水效率之間的本質(zhì)關(guān)聯(lián),為突破太陽能光催化反應(yīng)的“瓶頸”提供了新的認識和研究策略。相關(guān)研究于2022年10月12日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表,第一作者為大連化物所陳若天副研究員和任澤峰研究員。


    文章部分作者合影。左起:范峰滔、李燦、陳若天

    【不是用照相機“拍攝”】

    “化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的尺度是毫秒或微秒,而光電子產(chǎn)生的過程則是皮秒或飛秒,相差好幾個數(shù)量級。如此時空不匹配的兩個過程,怎么會連在一起,這是一直困擾我們的問題。”李燦院士告訴解放日報·上觀新聞記者。

    研究團隊自主研制并集成了多種可在時空尺度銜接的技術(shù),包括時間分辨光發(fā)射顯微鏡(飛秒到納秒)、瞬態(tài)表面光電壓光譜(納秒到微秒)和表面光電壓顯微鏡(微秒到秒)等。

    “就像接力賽一樣,我們在時空全域‘拍攝’了光生電荷在納米顆粒中分離和轉(zhuǎn)移演化的全過程。這種‘拍攝’并不是用照相機進行光學(xué)成像,而是直接把電子的運動進行探針掃描。”李燦說,盡管這在理論上是成立的,但當(dāng)他第一次看到實際的成像結(jié)果,還是感到非常震撼。

    單個光催化粒子從飛秒到秒光生電荷分離過程的全時空域原位動態(tài)圖像

    【催化效率達到10%,成本將和工業(yè)制氫相當(dāng)】

    太陽能光催化分解水的核心挑戰(zhàn)在于如何實現(xiàn)高效的光生電荷的分離和傳輸。

    光催化過程中,光生電子和空穴(電子轉(zhuǎn)移后留下的空位)需要從微納米顆粒內(nèi)部分離,并轉(zhuǎn)移到催化劑的表面,從而啟動化學(xué)反應(yīng)。在如此微小的物理尺度上,光催化劑往往缺乏分離電荷所需的驅(qū)動力,因此,實現(xiàn)高效的電荷分離需要一個有效的電場。“我們將一種特定的缺陷結(jié)構(gòu),選擇性地合成到顆粒的特定晶面,有效促進了電荷的分離。”范峰滔介紹。(編者注:晶體學(xué)上的缺陷,并不是平常所說的缺點,而是實際晶體中與理想的點陣結(jié)構(gòu)發(fā)生偏差的區(qū)域)

    “目前太陽能光催化分解水的效率大約是1.5%,如果光催化劑的效率達到5%可以進行工業(yè)化中試;達到10%,其成本將和現(xiàn)在的工業(yè)制氫相當(dāng)。”李燦說。

    猶如《清明上河圖》得以“窺見”北宋都城的城市面貌和社會各階層的生活狀況,首次“拍攝”到的光生電荷轉(zhuǎn)移演化全時空圖像,將極大促進人們對能源轉(zhuǎn)換過程中復(fù)雜機制的認識,為設(shè)計性能更優(yōu)的光催化劑提供新的思路和研究方法。一旦有了高效的光催化劑,將為人們提供清潔、綠色的氫能。


    作者: 來源:上觀新聞 責(zé)任編輯:jianping

    太陽能發(fā)電網(wǎng)|www.www-944427.com 版權(quán)所有
    2019中文字幕无线乱码| 美女扒开大腿让男人桶| 99视频在线免费| 男女一边摸一边做爽视频| 成年黄网站色大免费全看| 国产人人为我我为人| 一个人看的视频在线| 老少交欧美另类| 亚洲免费综合色在线视频| 182tv免费观看在线视频| 欧美国产成人精品一区二区三区| 国模精品一区二区三区视频 | 一级毛片在线完整观看| 波多野结衣被绝伦在线观看| 在线观看xxx| 亚洲第九十九页| **aaaaa毛片免费| 手机看片福利永久国产日韩| 啪啪免费小视频| bl道具play珠串震珠强迫| 日韩成人精品日本亚洲| 午夜dj免费在线观看| 99re热这里只有精品18| 日韩中文精品亚洲第三区| 双女车车好快的车车有点污| а天堂中文最新版在线| 最近中文字幕完整视频高清电影| 欧美三级日韩三级| 国产精品模特hd在线| 亚洲成人动漫在线观看| 风情艳主调教朋友圈变态| 日本边添边摸边做边爱边视频| 四虎影视成人永久免费观看视频| youjizz亚洲| 欧美姓爱第一页| 国产大片免费观看中文字幕| 中文字幕在线日韩| 亚洲国产三级在线观看| 老子影院午夜精品无码| 无码aⅴ精品一区二区三区| 亚洲欧洲另类春色校园网站|