氢能源电池堪比移动发电站,一材料可解决安全问题
时间:07-01
来源:南方日报
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江俊介绍,他们的研究正是受到了海姆近年工作的启发:石墨烯能够隔绝所有气体和液体,却对质子能够"网开一面",大方放行。利用这一大自然给质子开的"方便之门",江俊等设计了一种"三明治"结构,将碳氮材料夹在两层石墨烯中。
这种夹心的"三明治"结构可以同时吸收紫外光和可见光,利用源源不断的太阳光能产生正负电荷,将带有能量的正负电荷迅速分离,并分别跑到外层石墨烯和碳氮夹心层,充分施展出二者各自的能力:石墨烯表面的水分子在正电荷的帮助下分解,产生质子。这些质子可穿透石墨烯,遇到电子后反应产生氢气。由于只有质子能够通过石墨烯,而产生的氢气不能穿透石墨烯,光解水产生的氢气分子被安全地保留在三明治复合体系内。同时,氧原子、氧气、羟基等物质无法进入复合体系,从而抑制了氧与氢重新变为水的逆反应发生,实现了高储氢率下的安全储氢。
江俊介绍,不仅是石墨烯和碳氮材料,其他如富勒烯、碳纳米管等和光催化剂也可用于这一复合体系中。这为实现太阳能裂解水转换为氢能创造了可能,并进而有助于氢能的大规模应用。
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