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宽光谱响应光谱催化分解水制氢研究取得新进展

导读: 为了揭开自然光合作用的神秘面纱,科学先驱们在十九世纪后期、科技条件极不发达的情况下便开始了自然光合作用的探索寻秘之旅。

  近日,中国科学院大连化学物理研究所(简称“大连化物所”)催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室太阳能研究部李灿院士、章福祥研究员和博士生陈闪山等与日本东京大学KazunariDomen教授课题组合作,在可见光驱动光催化Z机制完全分解水制氢研究中取得新进展。

  研究结果发现,经一步氮化合成的MgTa2O6xNy/TaON异质结材料(最长可吸收波长达570nm)可有效促进光生电荷分离,基于此异质结材料构筑的宽光谱响应Z机制完全分解水制氢体系,其表观量子效率达到目前文献报道最高值(AQE:6.8%@420nm)。相关结果在线发表在《德国应用化学》期刊上。

  利用太阳能光催化分解水制氢亦称人工光合制氢,是人类向自然学习、“道法自然”的结果。自然界植物通过光合作用将水和二氧化碳转化为葡萄糖、纤维素等生物质储存能量,同时排放出生命所需氧气。自然光合作用不仅促成了煤、石油和天然气等化石资源的形成,而且在生命起源、人类形成和漫长的演化过程中扮演着不可替代的角色,为人类的繁衍和生息提供了充足的能源和养分。

  为了揭开自然光合作用的神秘面纱,科学先驱们在十九世纪后期、科技条件极不发达的情况下便开始了自然光合作用的探索寻秘之旅,现已初步解析了光合作用的基本结构和基本原理,形成了自然光合作用采用还原和氧化双中心、Z-机制促进高效电荷分离等基本共识,这方面相关的工作先后被授予近十项诺贝尔奖。

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