太阳能光催化分解水制氢的机遇、挑战与探索研究

来源 :中国科协第282次青年科学家论坛——化学与生物和能源的交叉与融合 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kk527319
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  随着社会经济快速发展,不可再生的化石能源大规模开发利用不仅迅速消耗着地球亿万年积存的宝贵资源,而且导致二氧化碳排放逐年递增,引起气候变化、生态破坏等严重的环境问题。因此,发展洁净的可再生能源已经成为世界解决未来能源和环境问题的必然选择。太阳能是取之不尽,储量最丰富的可再生能源,太阳能光催化分解水制氢是开发利用太阳能的重要方式之一,是模拟自然光合作用原理人工设计和构筑光-化学转化催化剂体系的过程,是化学领域的“圣杯”,充满机遇与挑战。[1] 我国太阳能资源相对比较丰富,通过光化学转化利用太阳能对我国国家能源安全和生态文明建设具有重要意义。本摘要将围绕太阳能光催化分解水制氢中的吸光、电荷分离以及催化转化等关键科学问题展开,介绍几个典型的具有宽光谱响应的可见光材料如何通过结构调控,表面修饰以及助催化剂负载等策略提高其光催化分解水半反应制氢或制氧的活性,并尝试讨论其结构与性能之间的“构效关系”[2-5],为发展高效的宽光谱响应材料完全分解水制氢催化体系奠定基础。
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