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水分解“人造叶”模块永久能量的来源

时间：2021-09-25 15:52:13 来源：

示意图和电子显微镜横截面示出了集成的太阳能供电催化剂的结构，将水分成氢气和氧气。在米饭大学开发的模块可以直接浸入水中，以在暴露在阳光下产生燃料。

'人工叶子'概念激发水稻大学研究变为太阳能燃料生产。

稻米大学研究人员创造了一种高效，低成本的装置，分配水以生产氢燃料。

该平台由米材料科学家江武朗工程实验室开发的平台，Jun Lou融合了催化电极和钙钛矿太阳能电池，当由阳光引发时，产生电力。电流流到将水转化为氢气和氧气的催化剂，阳光与氢效率高达6.7％。

这种催化不是新的，但实验室封装了一个钙钛矿层和电极进入单个模块，当掉入水并放置在阳光下时，产生氢，没有进一步输入。

娄楼，领先作者和稻米博士生贾良及其同事介绍的平台是美国化学学会Jource ACS Nano是一个自我维持的燃料生产商，他们说，应该简单地生产散装。

“这个概念与人工叶相似，”娄说。“我们拥有的是一个集成模块，将阳光变为驱动电化学反应的电力。它利用水和阳光来获得化学燃料。“

佩洛夫斯巴氏菌晶体与收获光的立方体格子。到目前为止所生产的最有效的钙钛矿太阳能电池达到25％以上的效率，但材料昂贵，往往被光，湿度和热量强调。

“贾已更换更昂贵的组件，如铂金，在普罗夫斯基特太阳能电池中，替代品如碳，”娄说。“这降低了商业采用的入口障碍。像这样的集成设备是有希望的，因为它们创建了一个可持续的系统。这不需要任何外部电源来保持模块运行。“

梁表示关键组分可能不是钙钛矿，而是将其包封的聚合物，保护模块并允许浸入长期。“其他人已经开发出催化系统，将太阳能电池连接到水外与浸入电线的浸入电极，”他说。“我们通过用Surlyn（聚合物）膜封装钙钛矿层来简化系统。”

梁表示，图案化薄膜允许阳光来达到太阳能电池，同时保护其在电池和电极之间的绝缘体。

“通过一个聪明的系统设计，您可能会产生一个自我维持的循环，”娄说。“即使在没有阳光下，您也可以以化学燃料的形式使用储存的能量。您可以将氢气和氧气产品放入单独的罐中，并将另一个模块包含像燃料电池，以将这些燃料转回电力。“

研究人员表示，他们将继续改善封装技术以及太阳能电池本身以提高模块的效率。

参考：贾良，萧汉，云秀秋，齐义王，荆张，荆章，普通王，普通王，朱ick王，普朗·米南和君楼，q h，云秀，云秀，云秀水分裂的低效率的综合装置2020，ACS Nano.doi：
10.1021 / ACSNANO.9B09053

本文的共同作者是前赖米参观学生小汉，现在是西安，中国和云秀邱西北工业大学副教授，现在是华盛顿大学的研究生;米毕业生齐义方和博昌;米校友Weipeng Wang，现在是清华大学助理教授;米博士后研究员景张;和Pulickel Ajayan，大米材料科学系椅子，纳杰明M.和玛丽格林伍德安德森工程教授和化学教授。娄是材料科学，纳米工程和化学教授。

该研究由Peter M.和Ruth L. Nicholas博士学博士学位的纳米技术，Welch基金会支持纳米系统的水处理工程研究中心和基础研究基金对于中国中央大学。

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