太阳能光电催化分解水制氢研究新进展

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《中国材料进展》 CAS CSCD 2014年第6期336-336,共1页

6月9日,中科院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李灿院士领导的太阳能研究团队在“太阳能光电催化分解水制氢”研究方面取得新进展。在以Ta3N5为基础的半导体光阳极研究中,发现“空穴储存层”电容效应,藉此设计并... 6月9日,中科院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李灿院士领导的太阳能研究团队在“太阳能光电催化分解水制氢”研究方面取得新进展。在以Ta3N5为基础的半导体光阳极研究中,发现“空穴储存层”电容效应,藉此设计并获得了高效稳定的太阳能光电化学分解水体系, 展开更多

关键词 光电催化 太阳能 分解水 制氢 中科院大连化物所 国家重点实验室 国家实验室 洁净能源

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大连化物所太阳能光电催化分解水制氢研究获进展

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《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1476-1476,共1页

近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室李灿院士领导的太阳能研究团队在＂太阳能光电催化分解水制氢＂研究方面取得新进展。在以Ta3N5为基础的半导体光阳极研究中,发现＂空穴储存层＂电容效应,... 近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室李灿院士领导的太阳能研究团队在＂太阳能光电催化分解水制氢＂研究方面取得新进展。在以Ta3N5为基础的半导体光阳极研究中,发现＂空穴储存层＂电容效应,藉此设计并获得了高效稳定的太阳能光电化学分解水体系,相关研究成果以通讯形式在线发表在近期的《德国应用化学》杂志上（Angew.Chem.Int.Ed.,DOI：10.1002/anie．201404697）。 展开更多

关键词 光电催化 太阳能 分解水 大连化物所 中国科学院大连化学物理研究所 制氢 国家重点实验室 国家实验室

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太阳能光催化分解水制氢研究进展 被引量：5

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作者 陈喜蓉 董新法 林维明 《现代化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期25-29,共5页

利用太阳能分解水制备氢气是一种将太阳能转换成氢能的有效方式。介绍了太阳能光催化分解水制氢的原理,综述了近年来国内外太阳能分解水制氢催化剂的研究进展,介绍了贵金属负载、离子掺杂以及复合半导体等技术对催化剂进行修饰和改性处... 利用太阳能分解水制备氢气是一种将太阳能转换成氢能的有效方式。介绍了太阳能光催化分解水制氢的原理,综述了近年来国内外太阳能分解水制氢催化剂的研究进展,介绍了贵金属负载、离子掺杂以及复合半导体等技术对催化剂进行修饰和改性处理的技术及其影响,并展望了未来太阳能光催化分解水制氢催化剂的发展方向。 展开更多

关键词 太阳能 水分解 制氢 光催化剂

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高效绿色硫化氢转化制氢技术 太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢制氢研究获突破

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《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期498-498,共1页

2014年4月4日，中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能研究部李灿院士团队和昆士兰大学纳米材料中心逯高清（MaxLu）、王连洲教授团队合作，在光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中取得重要进展，相关研究成果发表在德国... 2014年4月4日，中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能研究部李灿院士团队和昆士兰大学纳米材料中心逯高清（MaxLu）、王连洲教授团队合作，在光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中取得重要进展，相关研究成果发表在德国《应用化学》（Angew．Chem．Int．Ed．2014，doi：／10．1002／anie．201400571）上，并被评为“hotpaper”（热点文章）。 展开更多

关键词 化学耦合 光电催化 硫化氢 制氢技术 太阳能 中国科学院大连化学物理研究所 分解 转化

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太阳能光催化分解水气泡动力学研究进展 被引量：7

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作者 郭烈锦 曹振山 +3 位作者 王晔春 张博 冯雨杨 徐强 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-22,共22页

太阳能光催化分解水制氢中的气泡动力学,涉及多物理场和光催化反应之间的相互作用,相比传统的沸腾换热和电解水领域气泡动力学更加复杂且具有独特性。本文从光催化分解水基本原理出发,综述了催化剂表面气泡成核生长动力学规律及其行为... 太阳能光催化分解水制氢中的气泡动力学,涉及多物理场和光催化反应之间的相互作用,相比传统的沸腾换热和电解水领域气泡动力学更加复杂且具有独特性。本文从光催化分解水基本原理出发,综述了催化剂表面气泡成核生长动力学规律及其行为调控的研究进展。对于光催化分解水的气泡成核尺度和过饱和度,可以通过经典成核理论估算,然而受现有测试方式的制约,尚无法同时获取高空间和高时间分辨率的成核过程信息。对于催化剂表面气泡的生长规律,通常可由惯性控制、扩散控制和化学反应控制3种机制进行描述,而决定气泡生长控制机制的关键是有效反应表面与气泡尺寸的相对大小。为了有效降低气泡覆盖对光催化反应系统带来的负面影响,可通过添加表面活性剂、调节催化剂表面结构和润湿性为主的被动调控方式,以及施加外部流场、声场、磁场和周期性光照为主的主动调控方式,对气泡行为进行定向调控加以实现。当前研究面临的主要挑战是揭示光催化分解水过程中复杂物理场作用下的相间作用和能质输运机理,从而为未来低成本、高效利用太阳能光催化分解水制氢应用提供指导。 展开更多

关键词 太阳能制氢 光催化分解水 光电转化 气泡动力学 行为调控

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中科院太阳能光电分解水制氢取得新进展

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《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期636-636,共1页

中国科学院大连化学物理研究所提出利用“空穴储存层”的新概念和新策略构建高效稳定的太阳能光电化学分解水体系之后，在“太阳能光电催化分解水制氢”研究方面又取得新进展。

关键词 光电催化 太阳能 分解水 中国科学院大连化学物理研究所 制氢 中科院 化学分解 水体系

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Co_4O_4立方烷分子催化剂用于高效光电催化分解水 被引量：3

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作者 吴凯 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1726-1727,共2页

模拟光合作用、利用太阳能分解水制氢是实现太阳能转换的一条理想途径。作为水分解反应的两个半反应之一,高效催化水氧化一直以来是人工光合作用体系的瓶颈所在^1。目前除多相水氧化催化剂外,基于过渡金属配合物的小分子催化剂凭借其高... 模拟光合作用、利用太阳能分解水制氢是实现太阳能转换的一条理想途径。作为水分解反应的两个半反应之一,高效催化水氧化一直以来是人工光合作用体系的瓶颈所在^1。目前除多相水氧化催化剂外,基于过渡金属配合物的小分子催化剂凭借其高活性、结构明确以及性能易于调控等优势受到越来越多的关注^（2,3）。 展开更多

关键词 氧化催化剂 分解水 小分子 光电催化 立方烷 人工光合作用 过渡金属配合物 太阳能转换

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太阳能光催化分解水制氢三组分催化剂

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《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期92-92,共1页

我国研究人员发明了一种新型固体催化剂，这种催化剂在太阳光作用下能从水中释放出氢气，并具有迄今为止报道的最高的光催化产氢量子效率。过去几十年，人们一直致力于寻找一种廉价的、利用丰富的可再生资源水制取氢气和多功能燃料的方... 我国研究人员发明了一种新型固体催化剂，这种催化剂在太阳光作用下能从水中释放出氢气，并具有迄今为止报道的最高的光催化产氢量子效率。过去几十年，人们一直致力于寻找一种廉价的、利用丰富的可再生资源水制取氢气和多功能燃料的方法，而这项研究则有力推动了水制氢方式的发展。 展开更多

关键词 固体催化剂 分解水 光催化 制氢 三组分 太阳能 研究人员 量子效率

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兰州化物所超薄α-Fe_2O_3光电催化分解水制氢研究取得新进展

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作者 新型 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期244-244,共1页

太阳能光（电）催化分解水制氢是解决目前能源短缺与环境污染问题的理想途径之一。氧化铁（α-Fe2O3）由于具有较高的稳定性、较低的能带结构（2.1eV）以及自然储备丰富等优势,成为目前光电催化分解水制氢领域中的重要材料。然而,氧化... 太阳能光（电）催化分解水制氢是解决目前能源短缺与环境污染问题的理想途径之一。氧化铁（α-Fe2O3）由于具有较高的稳定性、较低的能带结构（2.1eV）以及自然储备丰富等优势,成为目前光电催化分解水制氢领域中的重要材料。然而,氧化铁同时具有导电性差、光生电子-空穴复合较快等缺陷,严重限制了其实际应用。 展开更多

关键词 光电催化 Α-FE2O3 分解水 制氢 超薄 兰州 环境污染问题 电子-空穴

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LSPR效应增强的太阳能光热化学分解水制氢 被引量：2

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作者 郑翔升 李铮 +3 位作者 张遵恒 吴启亮 范海东 张彦威 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期61-66,共6页

制备大小2种尺寸Au负载的TiO_(2)样品(分别记为LAuP25和SAuP25)用于太阳能光热化学循环分解水。全光谱下LAuP25和SAuP25的氢气产量分别为9.90和12.60μmol/g,可见光下产量分别为3.91和1.15μmol/g。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线能量... 制备大小2种尺寸Au负载的TiO_(2)样品(分别记为LAuP25和SAuP25)用于太阳能光热化学循环分解水。全光谱下LAuP25和SAuP25的氢气产量分别为9.90和12.60μmol/g,可见光下产量分别为3.91和1.15μmol/g。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDS)和X射线衍射技术(XRD)分析样品物质组成与形貌晶格。利用X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见吸收光谱分析(UV-vis)、固体光致发光光谱(PL)分析样品光学性能与表面价态。运用密度泛函理论计算样品表面氧空位形成能。结合光热化学循环与局域表面等离子共振(LSPR)机理,探究不同尺寸Au纳米颗粒对太阳能光热化学循环分解水的影响。 展开更多

关键词 水分解 制氢 光热协同 太阳能光热化学循环 LSPR 二氧化钛

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光电催化矿物材料的制备及应用研究进展 被引量：2

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作者 胡佩伟 张炎 +3 位作者 高润琴 程港莉 张占兵 胡超 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期61-72,共12页

光电催化技术是解决环境污染和能源短缺问题最具应用前景的方法之一。基于半导体矿物的光电化学性质或非半导体矿物的天然物理特性,将矿物与光电催化功能体复合构建的光电催化矿物材料具有成本低、环境相容性好、性能优异等特点,其在矿... 光电催化技术是解决环境污染和能源短缺问题最具应用前景的方法之一。基于半导体矿物的光电化学性质或非半导体矿物的天然物理特性,将矿物与光电催化功能体复合构建的光电催化矿物材料具有成本低、环境相容性好、性能优异等特点,其在矿物利用的新兴领域受到了广泛关注。本文在限定了光电催化矿物材料研究是否属于矿物应用范畴的基础上,介绍了光电催化矿物材料包含的矿物组分及特征,提出了光电催化矿物材料的分类,并对光电催化矿物材料的制备方法及矿物增强光电催化活性的机制进行了讨论。最后,概述了光电催化矿物材料用于水中污染物治理、光电催化水分解产氢、CO_(2)能源化等领域的研究现状;指出应重点关注矿物本征光电属性、有效建立材料复合结构与效能的联系、明确材料矿物学属性影响光电催化的机制等问题,拓展光电催化矿物材料在新能源、化学品合成和矿物/微生物作用等领域的应用研究。 展开更多

关键词 光电催化矿物材料 矿物组分 水处理 水分解制氢 CO_(2)能源化

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光电催化分解水用可见光响应型氧化物光阳极的改性研究进展（英文） 被引量：3

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作者 王松灿 汤枫秋 王连洲 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期173-197,共25页

光电催化分解水是绿色制氢的重要途径之一。由于水氧化反应在热力学和动力学上极难发生,因而制备高效光阳极成为光电催化分解水的瓶颈问题。为满足未来商业化应用需求(太阳能制氢转换效率>10%),研制高效光阳极成为亟待解决的关键难... 光电催化分解水是绿色制氢的重要途径之一。由于水氧化反应在热力学和动力学上极难发生,因而制备高效光阳极成为光电催化分解水的瓶颈问题。为满足未来商业化应用需求(太阳能制氢转换效率>10%),研制高效光阳极成为亟待解决的关键难题。研究表明,具有价格低廉、吸光性良好、毒性小且光电化学稳定性高等突出优点的可见光响应型氧化物:WO3、α-Fe2O3和Bi VO4,是目前光电催化分解水用光阳极的理想材料。在过去几十年里,围绕该类氧化物光阳极的研究已取得显著成果。本文重点论述了高效光电催化分解水制氢用WO3、α-Fe2O3和Bi VO4光阳极改性的研究进展。另外,文中简述了此类可见光响应型氧化物光阳极在无偏压光电催化分解水中的研究现状,并提出其存在的问题及未来发展方向。 展开更多

关键词 太阳能转换 半导体氧化物 光阳极 光电催化分解水:太阳能制氢

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改进的分解水制氢的太阳能工艺

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《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期91-92,共2页

美国宾州州立大学（Penn State University）电机工程学院教授CraigGrimes开发的太阳能工艺据称可以降低分解水制氢工艺的生产成本。该工艺与其他光电化学方法一样将水分解为2种成分：阳极区产生氧气O2，阴极区产生氢气H2。而该体系的... 美国宾州州立大学（Penn State University）电机工程学院教授CraigGrimes开发的太阳能工艺据称可以降低分解水制氢工艺的生产成本。该工艺与其他光电化学方法一样将水分解为2种成分：阳极区产生氧气O2，阴极区产生氢气H2。而该体系的构造却与传统方法不同。 展开更多

关键词 制氢工艺 太阳能 分解水 电化学方法 州立大学 生产成本 工程学院 传统方法

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基于MOFs材料光催化分解水制氢的研究进展 被引量：10

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作者 李亮荣 梁娇 +2 位作者 彭建 艾盛 齐海霞 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期553-564,696,共13页

“双碳”目标的提出让氢能热度持续攀升,制氢技术突破是氢能连接能源消费终端的关键桥梁,光催化分解水制氢技术是实现太阳能低碳转化的有效途径。其中,利用具有比表面积和孔隙率高、结构可调、活性位点丰富等优势的金属有机框架(MOFs)... “双碳”目标的提出让氢能热度持续攀升,制氢技术突破是氢能连接能源消费终端的关键桥梁,光催化分解水制氢技术是实现太阳能低碳转化的有效途径。其中,利用具有比表面积和孔隙率高、结构可调、活性位点丰富等优势的金属有机框架(MOFs)材料光催化分解水制氢是近年来的研究热点。该文综述了国内外基于MOFs材料光催化分解水制氢体系中半导体复合、金属离子掺杂、敏化剂修饰和贵金属负载等方法的改性原理、技术难点和制氢效果等,重点阐述比较了上述MOFs改性方法在抑制光生电子空穴对复合、优化MOFs禁带宽度和增加MOFs活性位点等方面的作用,提出了未来MOFs光催化分解水制氢可深入新型MOFs材料开发、敏化剂修饰工艺优化、拓展先进表征手段的研究方向。 展开更多

关键词 金属有机框架 光催化剂 分解水制氢 太阳能

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光催化分解水制氢催化剂的研究进展 被引量：6

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作者 刘大波 苏向东 赵宏龙 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期13-19,共7页

面对石油、煤炭和天然气等不可再生能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题,人们不得不寻找新的化石燃料替代品。氢能是一种清洁、可再生燃料,在未来具有替代化石燃料的巨大潜力。利用光催化活性材料光解水制氢是一种将太阳能转化为氢能... 面对石油、煤炭和天然气等不可再生能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题,人们不得不寻找新的化石燃料替代品。氢能是一种清洁、可再生燃料,在未来具有替代化石燃料的巨大潜力。利用光催化活性材料光解水制氢是一种将太阳能转化为氢能的有效方式。然而,用于光解水制氢的大多数催化材料仍然存在对太阳能利用率低且光生电子和空穴对易于复合等问题,这些问题导致产氢效率较低,从而严重限制了光催化剂的实际运用。因此,开发具有低成本、环境友好、可见光响应和良好性能的光催化剂则成为当前光解水制氢催化剂的研究重点。目前用于光解水制氢的催化剂主要包括金属氧化物、金属硫化物、金属氮(氮氧)化物、石墨碳氮化物和新型异质结构光催化剂等。其中,金属氧化物中TiO2作为光解水制氢的传统光催化剂而被广泛研究;金属硫化物因其窄带隙和良好的带隙位置,在光解水制氢中表现出良好的催化活性,其研究主要集中在CdS、ZnS及其固溶体上;金属氮(氮氧)化物具有理想的可见光全解水能带结构,需对其进行改性从而体现出全解水活性;石墨碳氮化物是一种新型的非金属可见光催化剂,由于其在制氢方面的巨大潜力而受到了人们的关注。此外,将半导体复合构建二元或多元能够高效分离光生载流子的新型异质结构复合光催化剂也是一个非常活跃的研究领域。本文结合近年来国内外光解水制氢催化剂的研究现状,综述了光解水制氢催化剂的研究进展,分别对每类催化剂的特点和研究内容进行了总结,并介绍了某些催化剂的制备工艺和改性策略,最后总结了当前光解水制氢催化剂所面临的问题并对其未来的发展方向进行了展望,以期为设计制备高效、稳定的光催化制氢材料提供参考。 展开更多

关键词 太阳能 水分解 制氢 光催化剂

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Ni_(2)P@2D磷烯双功能电催化剂在光伏辅助全分解水制氢中的应用研究

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作者 王娟 梁俊辉 +5 位作者 范浩阳 柳鸿铭 陈达 陈华予 黄岳祥 秦来顺 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第4期645-653,共9页

近年来,二维磷烯(2D BP)因其较短的电荷传输距离、高载流子迁移率和充分暴露的表面活性位点,成为电催化剂的理想材料。然而,不适合的含氧中间体吸附能使其反应动力学迟缓,进而限制了其实际应用。本文通过引入颗粒状的非晶Ni_(2)P化合物... 近年来,二维磷烯(2D BP)因其较短的电荷传输距离、高载流子迁移率和充分暴露的表面活性位点,成为电催化剂的理想材料。然而,不适合的含氧中间体吸附能使其反应动力学迟缓,进而限制了其实际应用。本文通过引入颗粒状的非晶Ni_(2)P化合物,构建Ni_(2)P@BP异质结,在改善反应活性的基础上,提高其电化学稳定性。研究结果表明:相较于纯BP和Ni_(2)P电催化剂,Ni_(2)P@BP催化剂展现出优异的析氢(HER)和析氧(OER)催化活性,在10 mA/cm^(2)电流密度下的过电势分别为167和186 mV。Ni_(2)P@BP作为双功能电催化剂,仅需1.54 V的外加偏压(Vapp)就可以实现10 mA/cm^(2)的电流密度。将其与a-Si∶H/a-SiGe∶H/a-SiGe∶H三结叠层太阳电池连接,实现了超过7%的太阳能制氢(STH)转换效率,相较于作为双功能电催化剂的纯BP提高了95%。 展开更多

关键词 电催化剂 二维磷烯 Ni_(2)P 太阳能制氢 太阳能电池 全分解水

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光解水制氢的可见光催化材料的研究进展

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作者 冉锐 吴晓东 翁端 《材料导报》 EI CAS CSCD 2004年第F10期39-42,共4页

利用可见光催化分解水制氢是利用太阳能的有效方法之一，从材料组成、结构、催化性能及改性等方面介绍了几类重要的可见光催化材料的研究进展，并展望了未来的发展方向。

关键词 光催化材料 研究进展 可见 制氢 光解水 有效方法 材料组成 催化性能 发展方向 太阳能 分解水

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CIGS太阳电池串联组件的太阳能制氢系统 被引量：1

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作者 赖运子 张超 +1 位作者 赵岳 乔在祥 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期736-739,共4页

太阳能制氢是利用太阳能获取氢能的重要途径。太阳能制氢反应系统的设计和选择是实现高效太阳能制氢和能否走向工业化的核心问题之一。重点论述了太阳能制氢系统的主要结构,不同体系具有的各自优缺点及材料选择等方面的问题,使用CIGS材... 太阳能制氢是利用太阳能获取氢能的重要途径。太阳能制氢反应系统的设计和选择是实现高效太阳能制氢和能否走向工业化的核心问题之一。重点论述了太阳能制氢系统的主要结构,不同体系具有的各自优缺点及材料选择等方面的问题,使用CIGS材料作为吸光材料,以三个单体CIGS电池串联构成光伏组件,为水分解反应提供了足够的电压,实现太阳能制氢全反应。对以CIGS光伏电池组件为基础的太阳能制氢前景进行展望并论述存在的主要问题。 展开更多

关键词 CIGS 太阳能制氢 光催化步骤 完全分解水

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两步热化学制氢循环材料的研究进展

19

作者 张晓虎 李光石 +3 位作者 程鹏 赵鹏飞 邹星礼 鲁雄刚 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第1期18-33,共16页

两步热化学循环制氢可以将太阳能转化为化学能,是一种备受关注的零碳能源可持续利用方式。以特定的氧化物为介质,通过热还原和分解水构成的两步热化学循环,分别产生氧气和氢气,不需要进行气体分离。金属氧化物作为两步热化学循环制氢的... 两步热化学循环制氢可以将太阳能转化为化学能,是一种备受关注的零碳能源可持续利用方式。以特定的氧化物为介质,通过热还原和分解水构成的两步热化学循环,分别产生氧气和氢气,不需要进行气体分离。金属氧化物作为两步热化学循环制氢的关键材料,直接影响产氢速率。因此,本文系统地综述了铈基氧化物、铁基氧化物和钙钛矿材料用于两步热化学循环制氢工艺的研究进展。钙钛矿材料产氢效率高,且具有良好的循环稳定性。通过表面改性和创新合成方法调控材料产氢率,以及制备高活性和稳定性的复合材料,是未来两步热化学循环制氢的重要发展方向。 展开更多

关键词 热化学 制氢 分解水 太阳能

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中科院太阳能制氢取得进展

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《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1148-1148,共1页

中科院大连化学物理研究所在太阳能制氢研究领域取得多项进展。不仅实现了2．5％的光催化体系世界最高太阳能制氢效率，同时还获得了稳定性最高的Ta3N5太阳能光电化学分解水体系，并提出光电催化空穴储存层概念，为进一步设计构筑高效... 中科院大连化学物理研究所在太阳能制氢研究领域取得多项进展。不仅实现了2．5％的光催化体系世界最高太阳能制氢效率，同时还获得了稳定性最高的Ta3N5太阳能光电化学分解水体系，并提出光电催化空穴储存层概念，为进一步设计构筑高效稳定的太阳能转化体系提供了新的思路和策略。 展开更多

关键词 中科院大连化学物理研究所 太阳能制氢 光电催化 光催化体系 化学分解 稳定性 水体系 转化体

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