韓美聯(lián)合開發(fā)太陽能制氫電極新材料
2018年05月09日 8:40 4260次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 新材料前沿 作者： 羅曄
太陽能制氫技術是利用半導體和催化劑，采用太陽光和水生產(chǎn)氫氣的環(huán)保技術，隨著全球對新再生能源日益關注，甚至被稱為“夢之技術”，但是，現(xiàn)有的光電極元件在提高太陽能制氫方面存在一定局限性。近期，韓國亞洲大學教授趙仁宣（音譯），美國斯坦福大學教授鄭曉琳、韓賢秀（音譯），成功開發(fā)出一種新型電極材料，可以將太陽能高效轉化成氫氣。
為了實現(xiàn)太陽能制氫技術的商用化，轉化效率必須達到10%以上。但是二氧化鈦(TiO2)、氧化鐵(Fe2O3)等典型光電極材料的電子空穴復合率較高、導電率低，使得轉化效率較低。
研究團隊注意到材料晶體結構方向不同導致物理性質的不同，根據(jù)這一各向異性，通過調節(jié)沉積溫度，將現(xiàn)有隨機分布的催化劑晶體與表面能最低的電極基板平行，從而調節(jié)了物質的固有特性。
研究團隊將釩酸鉍(BiVO4)這一典型的光電極材料采用激光沉積法沉積于透明電極上部，晶體結構按照特定方向優(yōu)先定向，從而成功制備了光電極材料。與現(xiàn)有的隨機定向光電極材料相比，這種方法制備的光電極電荷輸送效率高出了12倍以上，表面催化劑反應效率提高了3倍以上。因此，太陽能和氫氣的轉化效率提高了16倍以上，達到了理論效率的82%，也是目前全球最高水平。
趙仁宣（音譯）表示，這項研究克服了現(xiàn)有材料的局限性，太陽能制氫技術也有望得到長足發(fā)展，今后還將繼續(xù)開展釩酸鉍光電極的相關研究。
另外，這項研究得到了韓國科學技術情報通信部和韓國研究財團基礎研究業(yè)務的支持，相關成果已經(jīng)刊載國際權威學術雜志。
責任編輯：淮金
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