光催化材料是指通過(guò)該材料在光的作用下發(fā)生的光化學(xué)反應(yīng)所需的一類(lèi)半導(dǎo)體催化劑材料。能作為光催化材料有很多，如：二氧化鈦、氧化鋅、氧氣錫、二氧化鋯、硫化鎘等。 光熱轉(zhuǎn)換材料是指該材料能通過(guò)反射、吸收或其他方式把太陽(yáng)輻射能集中起來(lái)，轉(zhuǎn)換成足夠高溫度的過(guò)程，以有效地滿(mǎn)足不同負(fù)載的要求。

東京理科大學(xué)科學(xué)家采用什么方法使氫氣產(chǎn)量提高25倍？

東京理科大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)將鐵銹用作有機(jī)廢物光輔助制氫的催化劑，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的氫氣比以前的二氧化鈦催化劑多25倍。日本和韓國(guó)等國(guó)家將氫視為未來(lái)的清潔燃料，并正在重組以實(shí)現(xiàn)零排放的“氫經(jīng)濟(jì)”，其中運(yùn)輸將主要由燃料電池汽車(chē)和燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)交通工具驅(qū)動(dòng)，它們僅排放水作為最終產(chǎn)品。

但是，經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)的制氫方法尚未真正確定。電解浪費(fèi)大量能量并消耗淡水。天然氣或煤炭生產(chǎn)會(huì)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)釋放大量碳，從而消除了任何可感知的環(huán)境效益。20世紀(jì)70年代發(fā)明的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的光催化過(guò)程產(chǎn)生的氫氣很少，因此不值得其二氧化鈦催化劑帶來(lái)麻煩或費(fèi)用。

現(xiàn)在，東京理科大學(xué)的一個(gè)研究小組認(rèn)為，它已經(jīng)找到了一種基于特殊類(lèi)型銹蝕的廉價(jià)、高效光催化制氫的解決方案。

該團(tuán)隊(duì)使用氙氣燈發(fā)出的光，水-甲醇溶液和一種名為α-FeOOH的鐵銹形式的催化劑，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的氫比以前的二氧化鈦技術(shù)高25倍。另外一個(gè)好處是，這種特殊形式的銹蝕似乎有助于阻止氫氣與容器中的氧氣重新結(jié)合，從而更易于分離并避免潛在的爆炸危險(xiǎn)。該構(gòu)造能持續(xù)穩(wěn)定地產(chǎn)生氫氣超過(guò)400小時(shí)。

該小組接下來(lái)計(jì)劃精確研究氧氣在激活光誘導(dǎo)的α-FeOOH反應(yīng)中的作用，因?yàn)楫?dāng)從反應(yīng)室中移除氧氣時(shí)，其完全停止工作。盡管這項(xiàng)技術(shù)仍然需要分解水才能產(chǎn)生氫，但這可能是使用日光的有效方法，而無(wú)需任何昂貴的催化劑。

該研究發(fā)表在《Chemistry: A European Journal》雜志上。

標(biāo)簽：氫氣東京理科