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能源模块3——创新技术

1.更高效的光伏材料

采用Six-junction III–V太阳能电池,该结构在全球太阳强度下光电转化率达到了39.2%

详情见https://www.nature.com/articles/s41560-020-0598-5

通过这种材料,太阳能板的效率将进一步提高。

2.光热电耦合催化制氢

1972 年,Fujishima 和 Honda报道,在近紫外光照射下,TiO2电极分解水产生氢气,为后续光催化的研究打下了坚实的基础。为了提升光解的效率,除了优化光催化材料,也可以通过多场耦合提高催化效率。除了光催化的内在驱动力之外,产生增强效应的外场可以向光催化系统提供额外的能量,作为分离电子空穴的额外推动力,从而提高整体催化效率。

PTPE( photothermal-promoted electrocatalysis) 制氢是通过结合光吸收材料和电催化剂实现的。前者从光子收集和聚集热量,以提高电催化剂的局部温度。较高的温度促进了电催化剂上发生反应的热力学和动力学。这种思路已经在实验中被证明可提高效率。Qi 等通过界面张力诱导收缩法来合成碳纳米球,并将 Co( OH) 2 和 MoS2 分别与碳纳米球一起作为析氧反应( OER) 和析氢反应( HER) 的电催化剂。碳纳米球在光照下会吸收大量的热,由于被光加热的碳的局部温度升高,这 2 种杂化物在光照射下电催化活性增强。同时进行周期性实验发现在黑暗情况下电催化活性减弱,证明了光热可以促进催化活性的增强。

2022-11-13 11:01:40
光宗耀组