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??WELCOME??nba外圍_中國科學家領(lǐng)銜研發(fā)液態(tài)金屬成膜新技術(shù) 成功構(gòu)建新型“人工樹葉”

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  中新網(wǎng)北京2月26日電 (記者 孫自法)自然界的人工樹葉植物光合作用可實現(xiàn)太陽能到化學能的轉(zhuǎn)化,如何模仿這一過程來實現(xiàn)太陽能的中國轉(zhuǎn)化利用和產(chǎn)業(yè)化,長期以來備受關(guān)注??茖W愛體育官方app版

  記者2月26日從中國科學院金屬研究所獲悉,家領(lǐng)技術(shù)該所沈陽材料科學國家研究中心劉崗研究團隊與中外多個團隊合作,銜研新型最新研發(fā)出將半導(dǎo)體顆粒嵌入液態(tài)金屬實現(xiàn)規(guī)?;赡さ陌l(fā)液新技術(shù),并以此為基礎(chǔ)成功構(gòu)建出形神兼?zhèn)涞膽B(tài)金新型仿生人工光合成膜——因其具有類似樹葉的功能而被形象稱為“人工樹葉”,可實現(xiàn)太陽能到化學能的屬成轉(zhuǎn)化。

  這項由中國科學家領(lǐng)導(dǎo)完成的膜新重要新能源材料研究成果論文,近日以“液態(tài)金屬鑲嵌的成功人工光合成膜”為題在國際學術(shù)期刊《自然-通訊》(Nature Communications)上發(fā)表。

基于低溫液態(tài)金屬鑲嵌半導(dǎo)體顆粒,構(gòu)建制備嵌入式半導(dǎo)體光活性薄膜。人工樹葉中國科學院金屬研究所/供圖

  論文通訊作者劉崗研究員指出,中國愛體育官方app版基于太陽能光催化分解水的科學綠氫制備技術(shù)屬于前沿和顛覆性低碳技術(shù),其走向應(yīng)用的家領(lǐng)技術(shù)關(guān)鍵是構(gòu)建高效、穩(wěn)定且低成本的太陽能驅(qū)動半導(dǎo)體光催化材料薄膜即“人工樹葉”。目前,常用的薄膜制備技術(shù)因制備環(huán)境苛刻或成膜質(zhì)量差,難以滿足太陽能光催化分解水制氫的實際應(yīng)用需求。

  在自然界,植物光合作用實現(xiàn)太陽能到化學能的轉(zhuǎn)化過程中,植物葉子中起光合作用的光系統(tǒng)II和光系統(tǒng)I,是以鑲嵌形式存在于葉綠體的類囊體膜中,這一特征是自然光合作用能有效運行的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

  受此啟發(fā),在本項研究中,研究團隊利用熔融的低溫液態(tài)金屬作為導(dǎo)電集流體和粘結(jié)劑在選定基體上規(guī)?;赡ぃY(jié)合輥壓技術(shù)進行半導(dǎo)體顆粒的嵌入集成,實現(xiàn)了半導(dǎo)體顆粒的規(guī)模化植入。

  劉崗介紹說,半導(dǎo)體顆粒鑲嵌在液態(tài)金屬導(dǎo)電集流體薄膜中形成三維立體的強接觸界面,其結(jié)構(gòu)猶如“鵝卵石路面”,使得其不僅具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性還具有十分突出的光生電荷收集能力。以釩酸鉍為例,嵌入式釩酸鉍顆粒的光電極活性相比傳統(tǒng)的非嵌入式釩酸鉍光電極高出2倍,且長時連續(xù)工作120小時幾乎無活性衰減;光電極從1平方厘米放大至64平方厘米后,單位面積的光電流密度仍可保持約70%,遠優(yōu)于目前所知大面積釩酸鉍光電極小于30%的活性保持率。

  在此基礎(chǔ)上,進一步同時嵌入產(chǎn)氧和產(chǎn)氫光催化材料,可實現(xiàn)光催化分解水制氫面板的規(guī)模化制備,在可見光照射下,其活性是傳統(tǒng)非嵌入式金薄膜支撐光催化材料膜的近3倍,超過上百小時持續(xù)工作無衰減。

  劉崗表示,本次研發(fā)的液態(tài)金屬成膜新技術(shù)還具有普適性好和原材料易回收等優(yōu)勢,利用氧化鋅、三氧化鎢、氧化亞銅等商業(yè)化半導(dǎo)體顆粒,可實現(xiàn)不同半導(dǎo)體顆粒薄膜在不同基體上的規(guī)?;苽?,所獲得的顆粒嵌入式薄膜的活性均顯著優(yōu)于對照的非嵌入式樣品。

  此外,在柔性基體上集成的薄膜在大曲率彎折10萬次后仍可保持95%以上的初始活性。在循環(huán)和高效利用方面,通過簡單的熱水超聲處理,即可將半導(dǎo)體顆粒、低溫液態(tài)金屬以及基體進行分離回收再利用,且回收再集成獲得的人工光合成薄膜表現(xiàn)出與原始薄膜近乎相同的活性。(完)

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  • 959 暗黑海盜9

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  • 828 狂野騎士52

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  • 337 狂野龍38

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    神秘虎15 回復(fù) 寂靜狐1:非常好用,功能強大,完全滿足了我的需求。 來自上江市90

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  • 191 瘋狂狼45

    整體不錯,但是加載時間有點長。

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  • 284 暗黑勇士41

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  • 133 清新鷹13

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    暗黑龍51:經(jīng)常出現(xiàn)崩潰,體驗很不好。 來自老沙縣85

    瘋狂騎士76:性價比很高,推薦給需要的朋友。 來自中林盟3

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