新型光催化材料創(chuàng)新制氫提供了新方法

2022-08-26 12:18:17 0 雙良環(huán)境

　　氫能是一種清潔、無污染的可再生能源，燃燒價值高達140MJ/kg。它具有來源豐富、燃燒產物無二次污染、有望替代石油和天然氣的優(yōu)點，因此受到世界各國的重視。如果能夠大規(guī)模推廣應用，將對成功實現(xiàn)“碳峰碳中和”目標作出重大貢獻。

　　我們知道，在一個水分子中，有兩個氫原子和一個氧原子。其中，氫原子是氫的重要來源。

　　“目前，常見技術制備氫的主要研究方法有化石資源能源制氫和電解水制氫，但兩種方式方法都需消耗中國傳統(tǒng)企業(yè)能源。”云南師范大學柳清菊教授向科技經濟日報記者進行介紹，化石作為燃料制氫，二氧化碳排放大，每生產1千克氫氣，將產生10千克左右的二氧化碳;而電解水制氫也存在一些能耗和成本管理問題。

　　“在環(huán)境和能源安全問題研究日益受到嚴重的當今，開發(fā)企業(yè)清潔、可持續(xù)、低成本的制氫技術，推進氫能的發(fā)展能力顯得尤為迫切和重要。”柳清菊說，采用光催化處理技術，利用中國太陽能驅動水分解制氫是一種文化極具經濟發(fā)展國家前途的新方法。

　　自從1972年二氧化鈦半導體被發(fā)現(xiàn)具有光催化性質以來，水的光催化制氫一直受到學術界和工業(yè)界的廣泛關注。當能量大于或等于半導體禁帶寬度時，光催化材料價帶中的電子吸收入射光子的能量并躍遷到傳導帶，形成光生“電子-空穴”對，空穴和電子遷移到材料表面并與表面吸附的水分子進行氧化還原。也就是說，電子與水反應產生氫氣，空穴氧化水產生氧氣。