美国科学家实现太阳能转化氢能技术新突破

2020-03-20 13:51  来源:盖世汽车网  浏览:  

据外媒报道,科学家们首次研发了一种能够有效吸收阳光的单分子,而且该分子还可以作为一种催化剂,将太阳能转化为氢气,而氢气可作为清洁的燃料替代品,用于燃油汽车。该种新分子可以从整个可见光光谱中收集能量,与目前的太阳能电池相比,可以多利用50%的太阳能。这一发现可以帮助人们摆脱对化石燃料的依赖,转向使用不会对气候造成影响的能源。

该研究团队由美国俄亥俄州立大学(The Ohio State University)化学与生物物理动力学中心主任兼化学教授Claudia Turro领导。Turro表示:"我们的想法是利用太阳光子,将其转化为氢气。简而言之,我们利用来自阳光的能源,并将其存储在化学键中,以便日后使用。"光子是阳光的基本粒子,包含能量。

研究人员首次证明,可以从太阳光的整个可见光光谱(包括低能量红外光谱,也是太阳光光谱的一部分,以前很难收集该光谱的能量)中收集能量,并迅速且有效地将其转化成氢气。氢气是一种清洁燃料,在使用过程中不会产生碳或二氧化碳。

Turro表示:"该理念得以实现是因为该系统能够让该分子处于激发状态,吸收光子,并存储两个电子,以制造氢气。在一个由两个光子产生的分子中存储两个电子,并合成制氢,这一做法前所未有。"

将太阳能转化为汽车燃料首先需要利用一种机制收集能量,再将此类能量转化为燃料,而转化需要一种称为"催化剂"(能够加速化学反应)的东西,让太阳能转化为氢气等可使用的能源。

以前的研究大多数是尝试收集紫外线等较高能量波长的阳光,再将此类太阳能转化为氢气。Turro表示,少数依靠单分子去收集能量的研究也非常低效,部分原因在于无法从整个可见光光谱中收集能量,而无法做到这一点的原因在于催化剂本身降解得很快。

Turro的研究小组发现了如何用一个分子(元素铑的一种形式)制造催化剂,从而可以损失更少的能量。研究小组找到了方法,可以收集从红外线到紫外线整个可见光光谱的能量。该研究小组设计的系统与之前和紫外线光子工作的单分子系统相比,效率提高了24倍以上。

在该项研究中,研究人员用LED灯照射含有活性分子的酸性溶液,发现制出了氢气。Turro表示:"该方法可行的原因是该分子很难被氧化。"

Turro表示,在该研究小组将成果应用于现实世界之前,还有很多工作要完成。铑是一种稀有金属,以铑为原料制造催化剂的成本较高。目前,该研究小组正致力于改进该分子,使其能够在更长的时间段内制造氢气,并致力于利用更便宜的材料制造催化剂。

免责声明:本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。
相关推荐
美国电网目前无法应对能源结构变化

美国电网目前无法应对能源结构变化

上个月德克萨斯州发生大规模停电,由此产生的指责推诿仍在持续。主要论点是,可再生能源在能源中扮演着不可忽视的角色,由于基础设施冻结,供暖所需供应量增加,导致天然气和煤炭的可利用量减少,所以天然气和煤炭被认为是间接的罪魁祸首。
特斯拉一家独大的美国市场销售额在大幅下滑!

特斯拉一家独大的美国市场销售额在大幅下滑!

相比中国市场近几年各大厂商新品频出、百花齐放的局面,美国市场似乎一直是特斯拉一家独大,2020年销量占据了美国电动车市场的八成份额。不过,随着其他厂商的奋起追赶,这一情况正在悄然发生改变。日前,摩根士丹利在最新的一份研报中透露,特斯拉的销量份额已经从去年的81%下滑至69%。
美国科研人员开发出新型催化剂 使苯乙烯制造更便宜、更环保

美国科研人员开发出新型催化剂 使苯乙烯制造更便宜、更环保

据外媒报道,化学工程研究人员开发出一种新的催化剂,可显著提高苯乙烯制造的产量,同时减少能源使用和温室气体排放。“苯乙烯是一种合成化学品,可用于制造各种塑料、树脂和其他材料,”该研究的通讯作者、北卡罗来纳州立大学化学工程教授李凡星说。“由于它的使用如此广泛,我们很高兴我们能够开发出一种具有成本效益的技术,并将减少苯乙烯制造对环境的影响。” 据行业估计,到2023年,制造商每年生产的苯乙烯将超过3300万吨。
美国新法案提案将为EV、电池等产品制造商提供80亿美元

美国新法案提案将为EV、电池等产品制造商提供80亿美元

据外媒报道,美拜登政府和国会中的民主党人宣称,他们在团结应对气候变化的同时将确保经济仍能提供高薪工作。该政府提出的一项新法案将直接把这种想法付诸实践。当地时间周一,密歇根州民主党参议员Debbie Stabenow和西弗吉尼亚州民主党参议员Joe Manchin提出了《美国能源制造就业法案(American Jobs in Energy Manufacturing Act)》,该法案将为生产减少碳排放产品和技术的公司提供至多30%的税收抵免。
中东局势升温:以色列警告伊朗 美伊重启核协议谈判陷僵局

中东局势升温:以色列警告伊朗 美伊重启核协议谈判陷僵局

伊朗外交部发言人哈蒂布扎德3月1日说,以色列指责伊朗攻击以色列货轮是无中生有。他还说,除非美国尊重已经达成的核协议,否则不可能同美国展开双边谈判。

推荐阅读

热文

Copyright © 能源界