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纳米立方碳化硅前沿应用:增强水制氢

关键词 纳米 , 立方碳化硅 , 碳化硅|2021-03-25 09:57:32|来源 粉体圈
摘要 3月15日,ACSNano发表了一项瑞典林克平大学(LINKÖPINGUNIVERSITY)的研究成果,研究人员开发的纳米立方碳化硅具有非常好的性能,可利用太阳能分解水制备氢气。论...

3月15日,ACSNano发表了一项瑞典林克平大学(LINKÖPINGUNIVERSITY)的研究成果,研究人员开发的纳米立方碳化硅具有非常好的性能,可利用太阳能分解水制备氢气。

论文地址:https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00256

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立方碳化硅在水中

水作为低成本原料,可通过光电解分解为氢气和氧气。太阳光中可以用来分解水的能量主要是紫外线和可见光。因此,需要一种能有效吸收这种辐射的材料来产生电荷,这种电荷能被分离,并且有足够的能量将水分子分解成氢气和氧气。迄今为止研究的大多数材料要么在利用可见光能量的方式上效率低下(例如,二氧化钛,但是二氧化钛仅吸收紫外线),要么不具备将水分解为氢气所需的特性(例如,硅)。

领导该项研究的是林克平大学物理、化学和生物系的高级讲师孙建武,而他曾多次发表关于立方碳化硅及相关复合材料的催化应用,比如此前关于将二氧化碳转化为甲烷、一氧化碳的研究。

孙建武团队选择了多孔立方碳化硅3C-SiC。研究人员称这种新型多孔材料可以有效地捕获和捕获紫外线和大部分可见光。此外,多孔结构促进了具有所需能量的电荷的分离,而小孔则提供了更大的活性表面积。这增强了电荷转移,增加了反应中心的数量,从而进一步提高了水的分解效率。

研究团队通过外延生长升华法制备3C-SIC,再利用阳极氧化制备纳米多孔结构的3C-SiC,因其具有更大的比表面积,有利于催化剂的负载和界面电荷输运过程。在阻抗测试中,纳米多空电极的界面传输电阻和器件传输电阻显著下降,说明器件的电荷传输性能得到了改善。

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