研究人员使用纳米颗粒将水分解为氢和氧

时间：2021-09-15 15:25:02 来源：

在一项新发表的研究中，研究人员详细介绍了新型光催化剂的发现，证明了使用氧化钴纳米颗粒将水分解为氢和氧。

休斯顿大学的研究人员发现了一种催化剂，该催化剂可以利用阳光从水中快速产生氢，从而有可能产生清洁和可再生的能源。

他们的研究于周日在线发表在《自然纳米技术》上，涉及使用氧化钴纳米颗粒将水分解为氢和氧。

这篇论文的主要作者，美国大学的电气和计算机工程系的助理教授鲍继明说，这项研究发现了一种新的光催化剂，并证明了纳米技术在工程材料性能方面的潜力，尽管还有很多工作要做。

Bao说，自1970年代以来就进行了光催化水分解实验，但这是第一个使用氧化钴的实验，也是第一个在可见光下以高能量转化效率使用中性水而没有助催化剂或牺牲性化学物质的实验。该项目的研究人员来自UH，以及山姆休斯顿州立大学，中国科学院，德克萨斯州立大学，卡尔·蔡司显微镜有限公司和四川大学的研究人员。

研究人员使用飞秒激光烧蚀和机械球磨两种方式制备了纳米颗粒。尽管有一些分歧，鲍说双方都表现良好。

使用了不同的光源，从激光到模拟太阳光谱的白光。他说，他希望在自然阳光下反应也能同样有效。

鲍说，一旦添加了纳米颗粒并施加了光，水几乎立即分离为氢和氧，产生的氢是氧的两倍，这是从H2O水分子中氢氧比为2：1所期望的。

该实验具有作为可再生燃料来源的潜力，但在太阳能到氢的效率大约为5％的情况下，转化率仍然太低，无法在商业上可行。Bao建议更可行的效率约为10％，这意味着该过程会将10％的入射太阳能转换为氢化学能。

其他问题也有待解决，包括降低成本和延长氧化钴纳米颗粒的寿命，研究人员发现，反应约一个小时后，该颗粒变得失活了。

“它的降解速度太快了，”包说，他还曾在材料工程和化学系任职。

他说，这项工作在韦尔奇基金会的支持下将导致未来的研究，其中包括为什么氧化钴纳米粒子寿命这么短的问题，以及涉及该材料化学和电子特性的问题。

出版物：Longb Liao等人，“使用纳米晶体CoO光催化剂进行高效的太阳能水分解”，《自然纳米技术》，2013年； doi：10.1038 / nnano.2013.272

图像：来自Shutterstock的水中气泡上升

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