“研究人员开发新型光敏纳米结构电极 提高制氢效率”

据世界汽车新闻报道，加拿大国立科学研究院( institutnational Delare Chescient ifique，inrs )与法国能源、环境和健康化学工艺所) icpees )的研究人员合作，推出了新型日光-感光-纳米 icpees是法国国家科学研究中心( cnrs )和斯特拉斯堡大学的联合研究实验室。

(图像来源: inrs )

inrs教授my ali el khakani说:“得益于高性能纳米材料，可以提高分解水制造氢的效率。 对于重型卡车的运输和公共交通的脱碳化来说，这种“清洁”燃料越来越重要。 ”

长期以来，水分子通过电解分解为氧和氢，但工业电解槽能耗大，同时需要大量投资。 该小组的研究人员开发了受光合作用的启发，能够在太阳光下分解水分子的具有特殊设计和结构的电极。 这个过程被称为光催化剂( photocatalysis )。

为了完全利用太阳能，研究小组选择了非常丰富且具有化学稳定性的材料二氧化钛( tio2)。 它以对紫外光敏感的半导体而闻名。 研究人员首先改变tio2的原子结构，将其受光范围扩大到可见光区域，从而可以使制造的电极对太阳光线的吸收率为50%。

随后，研究人员将电极纳米化，形成了类似蜂巢状结构的tio2纳米管的互联网。 这样，电极的有效表面积增加了10万倍以上。 el khakani教授说:“纳米结构最大限度地提高了材料的表面积和体积比。 例如，tio2纳米结构体的表面积达到每克50 m2。 ”

制作电极的最后一步是“纳米装饰”，包括利用激光烧蚀沉积技术在tio2纳米管的无限互联网上沉积催化剂纳米粒子，从而提高制氢效率。 在这一过程中，研究者不仅要控制催化剂纳米粒子在tio2纳米管基质上的尺寸、分布和锚固性，还需要寻找替代品来代替昂贵的铱和铂催化剂。

该研究表明，氧化钴( coo )是分解水分子的比较有效的辅助催化剂，这是一种比较常用的材料。 研究表明，与纳米管裸相比，使用coo纳米粒子可以使新的纳米修饰电极在可见光下的光催化效率提高10倍。