西浦学者为制备太阳能燃料探索新方法

2022年03月03日

气候变化所导致的严重影响在全球范围内已初见端倪,为此人们急切地寻找能够替代化石燃料的可再生清洁能源。近日,一支来自西交利物浦大学的科研团队对环保燃料——过氧化氢(H202)的制备过程中所使用的材料进行了改进,使得改进后的燃料产量得到提升。该项研究成果发表于学术期刊《Energy Advances》,有望推动太阳能燃料成为一种能够大规模使用的能源。

研究人员介绍道,过氧化氢是一种很有前途的环保燃料,它能够以液态形式储存,因而其运输过程相较于另一种潜在的可再生燃料——压缩氢,更方便也更安全。然而,过氧化氢的制备过程充满了挑战,其商业化生产从目前来看,存在着危险性和高耗能的问题。

借助太阳能从水和氧气中制备过氧化氢,这是一种更安全也更清洁的制备方法,但这一反应需要光催化剂的参与。光催化剂有两项任务:一是吸收光,二是利用光的能量产生化学反应,将水和氧转化为过氧化氢。一般来说,单种材料只能很好地完成其中一项任务,所以要将不同材料组合起来,以达到优化制备过程的目的。不同材料间如何进行组合,这正是西浦科研团队近来的研究重点。

研究人员在加热条件下成功地将有机物融合到铌酸盐——一种层状金属氧化物中,这不仅加强了铌酸盐的光催化作用,还提高了过氧化氢的产量。在开发稳定的过氧化氢光催化剂的进程中,这一发现尚属首次,对于为未来创造更清洁燃料这一目标而言,这是一个重大进展。

论文的通讯作者、西浦理学院化学系副教授Graham Dawson博士(上图)介绍道:“运用对层状金属氧化物进行有机改性这样一种方法,并不断扩展测试材料和属性的范围,就是我们接下来要做的工作。此外,我们还将从根本上进一步研究改性的过程,以尝试提高其长期稳定性,为过氧化氢的大规模生产和使用做准备。”

论文的第一作者章罗娜是西浦化学系硕士毕业生,已获得高级化学硕士(研究型)卓越(Distinction)学位,并获得了美国埃默里大学“女性科学奖”的全额奖学金用以攻读博士学位。点击此处阅读论文全文。

(记者:Catherine Diamond 翻译:肖雨婷 编辑:石露芸)

2022年03月03日

西浦科研人员探索锂硫电池性能提升解决方案
科技

西浦科研人员探索锂硫电池性能提升解决方案

近日,西交利物浦大学科研人员一项关于提升锂硫电池性能的研究获得突破,通过使用低成本的原材料,成功合成了具有高导电网络的复合材料,为硫元素在未来能够应用于商业...

阅读更多
将健康码与新冠疫苗接种情况挂钩可能有助于提高接种率
科技

将健康码与新冠疫苗接种情况挂钩可能有助于提高接种率

截至今年年底,全球多个国家受到新冠疫情影响,而疫苗的分配和接种仍是一个巨大的挑战。来自西交利物浦大学健康与环境科学系的潘长浩(Stephen Pan)博士带领团队进行研...

阅读更多
西交利物浦大学可持续发展倡议荣获国际金奖
商业管理

西交利物浦大学可持续发展倡议荣获国际金奖

1月21日,西交利物浦大学西浦国际商学院在一项国际可持续发展倡议大赛中拔得头筹,该竞赛评委由全球知名跨国企业和相关主要国际组织的领导者担任。 来自宜家、谷歌、劳...

阅读更多