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【前沿】我国太阳能光催化制氢效率全球最高 已有17人参与
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近日，中科院大连化物所李灿院士利用双共催化剂发展了Pt-PdS/CdS三元光催化剂，在可见光照射下，利用Na2S作为牺牲试剂，使产氢量子效率达到93%，成为迄今为止世界范围内光催化最高产氢量子效率。 “ 这个结果第一次出现的时候我们都不敢相信，之后经过大量试验，这个数据反复出现，我们心情都特别的激动。”李灿在谈到他的团队在太阳能制氢方面取得的新进展时，喜悦之情溢于言表。 众所周知，氢气是高效、清洁、可再生的能源，在石油、煤矿等资源频频告急的今天，其地位不可小觑。但是“樱桃好吃树难栽”，寻找一种高产量低消耗的制氢方式是横在科研学者面前的一座大山。 当前主要的制氢方式是化石资源重整制氢和电解水制氢。其缺点在于需要消耗自然界有限的化石资源且造成环境污染或消耗额外的电能。而太阳能光催化分解水制氢方式，由于利用的是丰富的太阳能和水资源且不产生二次污染，被认为是最理想的制氢途径，因而受到世界各国的广泛重视。但是，在李灿团队的工作之前，国际上利用牺牲试剂可见光下的产氢量子效率最高仅为60%。 李灿及其团队于4年前开始着手研究提高太阳能制氢的产氢量子效率的新方法。据李灿介绍，提高可见光区量子效率是这一领域的拦路虎，而在光催化过程的两个半反应中，氧化半反应是光催化过程瓶颈的所在。其团队通过反复试验摸索，有效地解决了电子和空穴的分离、传输问题。最终利用牺牲试剂在可见光照射下获得93%的产氢量子效率，已经接近自然界光合作用原初过程的量子效率水平。该科研成果受到国内外学界的高度重视。日本东京大学光催化研究专家K·Domen 教授称，该工作提供了一种人工设计高效光催化剂的方法。 “目前工业上硫化氢的分解主要采用克劳斯工艺处理，这种技术不能回收到氢资源，而且耗能很大。而我们这种新的技术可以在分解硫化氢等污染物的同时得到洁净的氢气资源。”李灿说，现在，我们正在尝试工业放大试验。如果试验成功，将会在工业节能减排以及绿色工业方面做出突出贡献。据了解，国内企业界对此试验已有初步的合作意向，具体的事项仍在商讨之中 请教大家什么叫牺牲试剂 |
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