登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
一、SrTiO3材料(非可见光响应系列)的进化时间线(以breakthrough研究为例,以论文发表时间为线)
1980年,SrTiO3粉末被发现能够全分解水
2009年,SrTiO3被发现在低价元素掺杂(Na,Ga)的情况下能够高效分分解水
2016年,通过低价态元素dope促进SrTiO3活性的提高得到进一步证实,该研究丰富了dopant的种类(包括本论文中的Al元素)
2016年,Li can团队发现了SrTiO3粉末上的面间电荷分离效果。
2016年,通过flux法偶然(Al doped是偶然)合成了高结晶性的Al dopedSrTiO3,SrTiO3的分解水活性得到了进一步的提高。
2018年,Flux法制得的Al doped SrTiO3粉末被固定在基板上,在户外太阳光照射下研究进行实用化的检讨。
2018年,通过MoOx/RhCrOx助催化剂的共loading,Al doped SrTiO3的量子效率被提高到69%(at 365nm)。
2019年,Al doped SrTiO3经过了1000h的稳定性测试。
二、本论文中的要点汇总
如Figure1所示,助催化剂量和担持方法优化后的Al doped SrTiO3展现了接近于100%的量子效率(350,360nm波长响应)。虽然当入射光的波长为370nm,380nm时,量子效率有所下降,但是考虑该材料在370,380nm的吸收光量,其还是展现了较高的能量转化率。论文中围绕着其高活性的原因进行了相关的讨论。
Figure 1. 助催化剂量和担持方法优化后的Al doped SrTiO3的量子效率与材料的吸光特性
① . Al的掺杂减少了SrTiO3中的Ti3+缺陷
如链接论文中阐述的那样,SrTiO3中存在成为电子和空穴再复合中心的Ti3+缺陷,低价态元素的引入更像是置换了其中的Ti3+(这是一个为了更方便的理解的比喻句)。
② .熔盐法的处理,让Al doped SrTiO3获得了更高的结晶性
如链接论文中XRD图所示,熔盐法处理过的SrTiO3比未处理的样品,在XRD pattern中呈现了更为尖锐(窄半峰宽)peak。较高的结晶性减少了颗粒与颗粒之间的晶界等缺陷,从而更利于电子和空穴移动到样品表面。
Figure 2. Al doped SrTiO3 在不同催化剂分散条件下的分解水活性
③ .获得的单结晶Al doped SrTiO3露出了独立的氧化反应面{110}和还原反应面{100}
2016年,李灿院士团队通过水热法制备了{110}{100}面选择性露出的SrTiO3,该研究再次证明了不同面露出对于催化剂活性提高的重要性。本论文中的Al doped SrTiO3,像Figure 3中所示,也露出了{110}和{100}面。通过对Rh离子的还原析出site,以及Co离子氧化析出site的确认,发现了该材料的氧化还原site是独立的。露出面的不同,造成了局部的阴阳离子不对称,使得不同面具有不同的费米能级。就像solar cell中的p-n junction那样,如Figure 4中所示,相邻的面之间会形成局部的电势差,对于激发了电子和空穴具有一定的整流作用。这也是其展现高活性的原因之一。
Figure 3. Rh (0.1 wt%)/Cr2O3 (0.05 wt%)/CoOOH (0.05 wt%) 担持 Al doped SrTiO3的TEM图
④ .RhCrOx核壳结构助催化剂和CoOOH的并用
Rh是高效的析氢助催化剂,而CrOx覆盖又能抑制其表面发生的析氢逆反应。通过光电析出的方法,让Rh和CrOx析出在Al doped SrTiO3的{100}面,如Figure 2所示,选择性析出在{100}面的Rh和CrOx,比随机分散的Rh和CrOx活性高出两倍。另外,当析氧助催化剂CoOOH选择性的分散在{110}面的时候,其量子效率接近了100%。所以,析氢(+防止逆反应的CrOx)和析氧催化剂被选择性的负载在Al doped SrTiO3的还原/氧化面,更加协调了电子和空穴的析氢析氧反应。
另外①-④中不仅解释了Al doped SrTiO3高效的原因,也解释为什么Flux法合成的Al doped SrTiO3在选择性的担持了Rh (0.1 wt%)/Cr2O3 (0.05 wt%)/CoOOH (0.05 wt%) 之后,其活性远高于水热法合成的SrTiO3({110}{100}露出)。①-④可能就是其量子效率接近100%的原因了(缺一不可)。
Figure 4. 面间电荷分布模拟图
三、该研究的意义
在现阶段,人工光合成虽然不能像光合作用那样,通过复杂的蛋白构造实现吸收光的高效利用。但是,本论文中的材料拥有简单的结构,并且具有相当的量子效率。之前报道过Ta3N5和Y2TiO5S2,他们的吸光可达600nm和640nm,并且能够全分解水,如果他们能够展现出本文材料的量子效率,液态阳光真的能够实现。
参考文献:
Tsuyoshi Takata, Junzhe Jiang et al. Photocatalytic water splitting with a quantum efficiency of almost unity. Nature 2020, 581, 411–414.
/articles/s41586-020-2278-9
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,泰安市发展改革委多元化布局、一体化施策聚力打造千万千瓦级“储能之都”,市发展改革委聚力构建以抽水蓄能、盐穴储能和电化学储能为主,制氢储能和储热储冷为辅的多元储能体系,在建在运储能装机超500万千瓦,居全省首位;先后入选全省首批未来产业集群、支柱型雁阵集群、十强产业
北极星氢能网获悉,近日,山西建投安装集团吉林洮南市风电耦合生物质绿色甲醇一体化示范项目土建施工已全部收官,安装整体完成率已达90%,并于5月6日实现关键节点突破——电解水制氢、氢气增压机装置、氢气球罐、气化循环水、制氢循环水等5套装置顺利中交。该项目位于吉林西部(洮南)绿色能源化工产
北极星氢能网获悉,5月6日,陕西氢能双翼科技有限公司多元耦合氢能“制储输加用”一体化示范项目“制储”项目通过备案。该项目总投资14.84亿元,计划2025年8月开工。项目第一阶段拟建设一套兰炭尾气制氢装置,配套15万吨/年氨储氢装置,年制氢储氢总量约3.38万吨/年;第二阶段拟建设1万吨/年有机废弃物
北极星氢能网获悉,近日,吉林电力股份有限公司公布大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目第十三批、第十四批、第十五批施工、设备项目集中招标中标结果公告。大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目建设规模,其中能源建设规模80万千瓦,并新建制氢、储氢及一套18万吨级合成氨装置。该项目建设50套200Nm/h
北极星氢能网获悉,5月7日,中核四0四有限公司发布电解槽制氢测试系统等采购项目采购公告,根据公告显示,采购范围为电解槽制氢测试系统等2项,交货地点位于甘肃矿区。详情如下:
当地时间5月6日,被誉为能源界“奥斯卡”的欧洲智慧能源展会大奖(ThesmarterEAWARD)在德国慕尼黑公布。隆基BC二代组件Hi-MOX10和隆基氢能3000Nm³/hALKG系列电解槽分别斩获“创新太阳能技术”和“全球杰出项目”大奖,成为唯一一家获得两个奖项的中国清洁能源企业,标志着隆基在“绿电”+“绿氢”领域
回首我国能源发展长河,关键节点必然又有新增。2025年开年,国家发改委、能源局下发《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号)(以下简称136号文),将新能源全面推向市场的同时,也促使整个能源格局发生深刻变革。短期阵痛、长期利好——新机遇涌现13
2025年4月23日,由北极星电力网联合北京碳中和学会共同主办的“2025第二届绿氢产业创新发展大会”在南京隆重召开。会议期间,湖北英特利电气有限公司祁奎发表了题为《风光氢储一体化数智平台及制氢电源解决方案》的主题演讲,深度剖析绿氢产业发展痛点,并分享英特利的创新实践成果。湖北英特利电气有
北极星氢能网讯:4月23日,由北极星电力网联合北京碳中和学会共同主办的“2025第二届绿氢产业创新发展大会”在南京盛大召开。中国电建河北勘测设计研究院董舟团队成员刘维安在会议上分享了《氢能在新型电力系统中的应用场景》。中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司董舟团队-刘维安当下全球能
北极星氢能网获悉,5月1日,河南伊川县先进制造业开发区发展历程迎来重要时刻,洛阳沃佑达科技有限公司中原氢能设备研发制造基地项目与哈瑞肯石油机械项目同时开工建设。中原氢能设备研发制造基地项目占地44.1亩,规划建设2条全自动分布式智能化高纯制氢设备生产线和2条节能设备生产线。项目建成投产后
北极星氢能网获悉,近日,中国能建浙江院以联合体形式中标化德县电网侧独立储能示范项目设计施工总承包工程,浙江院负责项目中的氢储能设计工作。该项目位于内蒙古自治区乌兰察布市,规划建设一座总装机容量100兆瓦/400兆瓦时的新型集中式储能电站,采用“电化学储能+氢储能”双重储能方案。氢储能部分
北极星氢能网获悉,4月28日,国家能源局举行新闻发布会,发布一季度能源形势、一季度可再生能源并网运行情况,并回答记者提问。发布会上,国家能源局能源节约和科技装备司副司长徐继林解读《中国氢能发展报告(2025)》。能源节约和科技装备司副司长徐继林:发展氢能产业对加快规划建设新型能源体系,
北极星氢能网获悉,4月23日,2025氢能产业大会暨四川省氢能产业链供需对接会23日在成都开幕。本次大会由四川省经济和信息化厅主办,以“氢动中国·能向未来”为主题,依托2025成都国际工业博览会平台,加速技术转化,完善产业链条,优化生态布局,加强供需对接,助力四川建设全国领先的氢能产业高地。
北极星氢能网获悉,4月18日,广东省开平市翠山湖沣开加氢站正式投用,该站由TSE合成智慧能源、氢沣科技与开平国资开源氢能联合投资的沣开科技有限公司运营,是开平市首个集冷链物流、氢能运力于一体的综合性加氢站。沣开加氢站为撬装式设计,项目总投资500万元,分两期实施:一期投资300万元,已建成50
北极星氢能网获悉,4月21日,山东省能源局发布《山东省2025年新能源高水平消纳行动方案》。文件指出,2025年,完成煤电灵活性改造2000万千瓦左右,建成新型储能300万千瓦,全省新能源利用率保持较高水平。消纳模式创新行动重点任务中,加快推进可再生能源制氢。推进“风光氢氨醇”一体化开发,支持新能
4月18日,四川省经信厅关于印发《四川省新能源产业链建圈强链工作方案(2025—2027年)》的通知,通知指出,到2027年,主要承载地和协同发展地融合态势基本形成,新能源产业链关键材料、核心技术和装备自主可控水平大幅提升,市场机制、标准体系和管理体制更加健全,链主链核企业规模实力不断壮大,产
北极星氢能网获悉,近日,江苏国富氢能技术装备股份有限公司(以下简称“国富氢能”)与香港中华煤气有限公司(以下简称“中华煤气”)于3月28日签署战略合作协议,双方将围绕绿氢供应、液氢应用、城燃掺氢及绿色甲醇生产展开深度协作,以香港与内地多区域市场为支点,共同拓展氢能商业化路径,为国富
北极星售电网获悉,4月18日,四川省经济和信息化厅发布关于印发《四川省新能源产业链建圈强链工作方案(2025—2027年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,进一步完善电力市场交易机制,促进省内发电企业充分竞争,推动电源企业和新能源制造业用户在更大范围内协商形成交易价格。鼓励“三州
加快推动新型能源体系建设为建设社会主义现代化四川提供坚强能源保障四川省发展改革委党组成员、省能源局局长邓超2024年,四川省能源系统聚焦中心、服务大局,坚定不移推动新型能源体系规划建设,全力以赴做好能源安全保障,全省新能源项目建设进入“快车道”,重大电网项目建设取得丰硕成果,迎峰度夏
北极星氢能网获悉,近日,南充市经济和信息化局牵头起草,以南充市人民政府名义印发了《南充市支持氢能产业发展的若干政策措施》(以下简称《政策措施》),现将有关内容解读如下。一、出台背景氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,在未来能源体系中,是推动传统化石能源清洁利用和促
2025年3月26日,北京市第十六届人民代表大会常务委员会第十六次会议表决通过了《北京市可再生能源开发利用条例》(以下简称《条例》),《条例》自2025年5月1日起施行。立法背景能源安全事关经济社会发展全局。党的十八大以来,习近平总书记对大力发展可再生能源、推动经济社会绿色低碳转型、应对气候
北极星氢能网获悉,3月31日,四川省甘孜州经济和信息化局发布关于公开征求《甘孜州氢能全产业链发展实施方案(2025-2028年)(征求意见稿)》意见建议的公告。总体目标指出,到2028年,全州氢能产业规模持续扩大,创新能力显著提高,氢能全产业链技术取得较大进展,氢能与可再生能源源高效耦合发展,产
日前,大唐环境公司大唐(江苏)环保装备有限公司蜂窝式脱硝催化剂年度长协采购招标公告。本项目为大唐(江苏)环保装备有限公司蜂窝式脱硝催化剂年度长协采购,合同执行期限1.5年,预计为2025年7月1日至2026年12月31日,具体项目的交货期将以甲方通知为准,预计采购1500立方米(具体结算数量以下单为准)项
日前,2025年青岛环保蜂窝式催化剂生产项目非电脱硝催化剂、平板式催化剂生产项目板式脱硝催化剂2个标段中标公示。
北极星氢能网获悉,4月29日,湖北武汉市经济和信息化局发布关于开展2025年度第一批支持氢能产业发展财政资金申报工作的通知。通知显示,按照“事后奖补”的原则,在本通知规定的时限内,企业申报氢燃料电池核心零部件生产销售、整车研发生产、加氢站建设、加氢站运营、氢燃料电池汽车(船舶、叉车)应
4月27日,冀东海天水泥闻喜有限责任公司窑尾烟气高温高尘SCR技术改造项目EPC工程总承包招标公告发布。本项目在利旧现有SNCR系统的基础上,新增高温高尘SCR脱硝技术,整个脱硝系统由氨水输送系统、计量/喷射系统、SCR反应器、脱硝烟道系统、催化剂系统、吹灰系统、压缩空气系统、供电系统及DCS控制系统
2025年4月10日,由中国科学院工程热物理研究所、中国能源研究会、中关村储能产业技术联盟共同主办的第八届储能前沿技术大会主论坛在北京首都国际会展中心举行,论坛汇聚国内外8位院士及行业顶尖专家,聚焦新型储能关键材料、储能系统安全保护、储能与新型电力系统建设、氢能发展战略等前沿议题展开深度
4月28日,庆祝中华全国总工会成立100周年暨全国劳动模范和先进工作者表彰大会在北京举行,表彰全国劳动模范和全国先进工作者2426名,其中全国劳动模范1670名,全国先进工作者756名。国家能源集团9名职工荣获“全国劳动模范”荣誉称号,他们来自各个基层单位,是时代楷模和企业脊梁,是平凡岗位上的非凡
华星东方承建的河北省廊坊市城市生活垃圾焚烧发电项目烟气净化系统烟气净化系统提标改造工程于2025年02月12日通过72+24小时试运行。项目建设总规模为日处理垃圾1500吨,装机规模为2X12MW。原烟气净化采用“SNCR炉内脱硝+旋转喷雾半干法+干法消石灰喷射+活性炭喷射+布袋除尘器”的处理工艺,本次提标改
北极星环保网获悉,4月27日,深圳市工业和信息化局发布《市工业和信息化局关于征集2025年国家鼓励发展的重大环保技术装备的通知》,申报范围包含大气、水、土壤修复、固废处理、减污降碳协同处置等技术装备。技术类别分为研发、应用、推广类。详情如下:市工业和信息化局关于征集2025年国家鼓励发展的
4月25日,深圳能源集团股份有限公司所属环保发电企业SCR脱硝系统催化剂集中采购中标候选人公示。无锡菱能量环境科技有限公司预中标,投标报价:¥14,385,800.00元。公告如下:深圳能源集团股份有限公司所属环保发电企业SCR脱硝系统催化剂集中采购中标候选人公示(招标编号:0310-ZBZX-材料-20250062)
4月21日至23日,第二十六届中国环博会在上海新国际博览中心隆重举办。作为亚洲环保领域的旗舰盛会,本届展会规模空前,吸引了来自22个国家和地区的2000多家企业参展。同兴科技及子公司北京方信立华携多项核心技术和产品亮相展会,包括烟气治理环保工程总承包解决方案、低温SCR脱硝催化剂、CCUS(二氧化
北极星氢能网获悉,4月18日,据国家知识产权局消息,由比亚迪股份有限公司申请的电解水制氢催化电极及其制备方法、电解槽及电解水制氢系统专利公布,申请公布号CN119843309A。据专利摘要披露,本发明实施例提供了电解水制氢催化电极及其制备方法、电解槽及电解水制氢系统,其中,所提供的电解水制氢催
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!