创安徽名校 育一流人才
宿中校友科技创新喜获重大突破——太阳能转化率达新高!
类别:教育时事 时间:2017-10-23 10:33:03 稿源:本网 发布:sszxqj 阅读数:

人工树叶突破!太阳能转化率可达12.7%

科技日报北京1020日电(记者 姜靖)哈佛大学研究人员近日在模拟自然光照的条件下,利用廉价的过渡金属材料合成出“人工树叶”,成功实现二氧化碳的高效固定,并达到12.7 %的太阳能转化率,是自然界叶片转化效率的30倍以上。相关成果20日发表在《细胞》杂志旗下《Chem》期刊上。

二氧化碳是当前温室效应的主要来源之一,如何有效地捕集、处理二氧化碳成为全球关注的焦点。自然界树叶的光合作用,直接利用光能把二氧化碳和水分子固定为碳水化合物,为科学家提供了一个很好的思路。开发高效低成本的(光)电催化剂来把二氧化碳转化为更高价值的化工产品和燃料分子、更好地解决全球的能源与环境问题,也是科学家们孜孜以求的目标。

对此,哈佛大学罗兰研究所汪淏田(中国科大07203校友)团队与斯坦福大学崔屹(中国科大9312校友)团队等合作,构建了一套由廉价金属镍和钴等材料组成的人工叶片系统。以锂离子电化学调控的氧化钴催化剂将水分子氧化,释放出氧气和质子;而镍金属单原子催化剂则高效的将质子注入二氧化碳分子中,得到一氧化碳还原产物,选择性高达93.2%,后者也是重要的化工原料和燃料气体。

文章通讯作者汪淏田20日接受科技日报采访时表示,在人工光和作用的过程中,最具有挑战性的一步就是如何对二氧化碳进行高选择性的还原。这是因为绝大部分的催化剂更愿意选择把质子直接还原成氢气分子,而不是将其注入二氧化碳分子进行还原;传统意义上的镍金属催化剂就是这样。而他们在实验中发现,当将镍金属催化剂完全分散为镍的单原子时,镍单原子的物理化学性能发生了巨大变化,对二氧化碳还原的选择性从零跃升至93.2%,可与金、银等贵重金属催化剂媲美。


汪淏田简介

汪淏田,07022007年从安徽澳门劲球官网进入中国科大物理学院学习,2011年后在美国斯坦福大学学习,哈佛大学Rowland研究所Rowland Junior Fellow2015年美国材料学会(MRS)研究生奖银奖获得者。

 


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