从可再生能源中产生的氢可以用作不排放二氧化碳的燃料,因此正在成为未来重要的能源。
在南澳大利亚,有计划在Whyalla附近开设世界上最大的氢能发电厂,作为广泛的氢就业计划的一部分,该计划强调了弗林德斯大学,阿德莱德大学和东京理科大学专家最新研究的时效性。
“这是参与氢科学的一个激动人心的时刻,并且正在取得快速进展,以确保氢气生产的最大效率,”弗林德斯化学物理学教授冈瑟安德森说。
光催化水分解是一种利用半导体粒子作为光催化剂将水分解成氢和氧的有前途的技术。虽然研究人员了解光催化剂半导体的结构和电子特性在决定光催化活性方面起着重要作用,但他们的目标是找到最好、最有效的材料来辅助这一过程——他们发现了氧化铬。
弗林德斯大学科学与工程学院纳米科学与技术研究所副主任安德森教授说:“通过支持电子和保持分离,辅助催化剂可以促进有效的光催化水分解,并作为水分解反应的活性位点。然而,助催化剂需要一层保护层来抑制H2和O2的重组,这将导致H2和O2回到H2O的反向反应。我们需要找到合适的外层材料,以确保最有效的光催化水分解——这促使我们探索混合过渡金属氧化物。”
研究人员发现,氧化铬覆盖层保护了太阳能光催化氢生产中的水分解过程。
他们的工作研究了作为退火过程函数的氧化铬光沉积在不同颗粒上的稳定性、氧化态以及体积和表面电子结构。
重要的是,国际研究小组还发现氧化铬覆盖层对水分解反应没有贡献。
氧化铬保护层在光催化中保护了太阳能驱动制氢的水分解过程。研究人员发现,氧化铬涂层的热稳定性取决于底层光催化剂的化学性质。
安德森教授说:“了解退火条件下光催化剂颗粒上氧化铬层的稳定性、氧化态和电子结构,对于光催化水分解的涂层应用至关重要。”
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