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研究人员开发光催化纳米纤维 可用于高效制氢

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58京牌 ,由英国、加拿大和中国香港的研究人员组成的团队,开发出一种光催化纳米纤维,可用于高效生产氢气。

(图片来源:phys.org)

为了应对日益严重的气候问题,科学家们尝试用氢气代替化石燃料,以驱动车辆和机器。目前氢气在很多领域均有应用,但由于生产成本和储存等问题,尚未普及。在这项新研究中,研究人员重点克服成本问题。他们模仿大自然,开发了一种人工光合作用系统,利用太阳能和水制造氢气。

在此项工作中,研究人员首先指出,利用牺牲还原剂(sacrificial reductant)分解水,只进行导电部分的还原半反应,就可以更容易地生产氢气。另外,之前在制造此类系统时,遇到过量子产率低、稳定性差和催化剂周转率低等问题。为了解决这些问题,该团队开发了一种自组装纳米纤维系统。

该系统使用嵌段共聚物和可结晶的成核嵌段,以及含有光敏剂或钴催化剂的成壳嵌段。在所建立的自组装系统中,材料可以长成稳定的纳米纤维,其中催化剂部分和光敏剂紧密相连。通过以梯度方式分布这些材料,纳米纤维可以被制成类似于瓶刷的结构(长度为95-3528nm),而不需要内藏导线。然后,可以使用这种结构,利用太阳光将水转化为氢气。

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