研究实现人工光合作用高效稳定制氢

近日,中国科学技术大学教授孙海定、熊宇杰团队联合武汉大学刘胜院士团队,通过创新设计一种晶圆级可制造的新型硅基氮化镓纳米线光电极结构,实现了高达10.36%的半电池太阳能制氢效率,并在高电流密度下稳定产氢超过800小时,首次将光电极使用寿命从小于100小时的“小时级”推进至“月级”,成功突破传统光电制氢装置在效率和可靠性上的瓶颈,达到国际领先水平,为下一步规模化制氢应用打下基础。该成果日前发表于《自然-通讯》。光电化学水分解是一种通过阳光和水直接转化为绿色氢气的技术,因其环保且可持续的特点,已成为清洁能源领域的重要研究方向。在光电化学水分解中,光电极的催化活性和长期稳定性是实现高效、可靠氢气生产的关键。然而,许多传统光电极材料如硅、金属氧化物等易发生光腐蚀与化学腐蚀,并且催化剂与半导体界面结合弱,导致助催化剂脱落与催化活性衰减,从而限制了光电极的长期耐久性。针对这一挑战,团队设计并制备了一种可大规模生产的新型一维/三维异质异构的光......阅读全文

我国西南地区首个商业化大规模水电解制氢项目正式投入商业运营

6月12日,华能彭州制氢示范站成功售出第一车氢气,标志着西南地区首个商业化大规模水电解制氢项目正式投入商业运营,这也是华能首个大规模水电解制氢项目。该项目位于四川成都,氢气产品纯度达99.999%,设计年产1860吨,相比天然气制氢每年减少二氧化碳排放1.67万吨,可满足500辆氢燃料电池车用氢需求

铁电极化助力Z机制人工光合系统可见光解水制氢研究

  通过模拟自然光合作用,构建Z-机制人工光合系统,有望突破高效可见光解水的挑战,是实现太阳能驱动光解水制氢颇具潜力的途径(图1A)。然而,传统Z-机制系统中的光生电子与空穴在光催化材料表面分布无序,同时氧化还原电对在材料表面的吸附呈无序状态,导致氧化还原电对在作为系统中低能空穴(来自产氢光催化材料

上海硅酸盐所:二维纳米材料水解制氢抗炎新进展

  氢气(H2)作为新兴的治疗气体,具有优异的生物安全性、高组织渗透性和自由基清除能力,是颇具应用前景的抗氧化剂。然而,目前缺乏用于炎症性疾病治疗的便捷、高效的制氢策略。  近日,中国科学院院士、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员施剑林带领的团队发现,硅-氢键修饰的硅纳米片展现出高效水解制氢的特性,无

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属硫化物

功能仿生催化剂的开发是一个重要的进展,为大规模可持续的氢气生产开辟了道路。尽管自然界存在的固氮酶和氢化酶可以催化析氢反应,但是酶基器件难以为高水平的氢气生产做出重大贡献。这些精妙的生物催化剂具有出色的催化选择性,能够在自然环境中运作,但在极端条件下(如强酸性和碱性介质)将迅速失活。受到固氮酶和氢化酶

稳定运行超1000小时,南开联合团队电催化水分解制氢研究新进展

  日前,南开大学电子信息与光学工程学院罗景山教授团队联合西班牙巴斯克大学Federico Calle-Vallejo(费德里科 卡列—瓦列霍)教授团队在电催化水分解制氢研究中取得重要进展。该联合团队利用金属载体相互作用构筑了碱性条件高活性析氢催化剂,能够在每平方米5万安培的大电流密度下稳定运行超过

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属硼化物

与金属磷化物类似,金属硼化物材料也具有一定的HER催化活性,已获得研究人员的关注并进行研究。金属硼化物(及其合金)可以简单的通过金属卤化物和硼氢化盐溶液反应制备。例如,已对掺杂或纯非晶态硼化镍(Ni2B)在碱性介质中的HER电催化性能进行探索。最近,硼化钼(MoB)在酸性和碱性条件下均具有较好电催化

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属碳化物

1973年,R. B. Levy和M. Boudart发现由于碳化钨和铂具有相似的d带电子密度态,存在一定的类铂催化行为。上述开创性工作立即引起研究人员极大的兴趣,同时开展了以取代高成本贵金属催化剂为目的的金属碳化物研究。金属碳化物耐腐蚀、稳定性好、机械强度高,其电催化寿命较长。除碳化钨外,许多研究

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属硒化物

硒(Se)和硫(S)都是元素周期表VIA族的元素,硫在第三周期,硒在第四周期。因此这两个元素不仅一些有相似之处,也有不同点。类似的是,它们最外层都有6个电子和相似的氧化数。元素的最外层电子排布往往决定了这些元素形成的化合物的化学性质,这意味着相对于金属硫化物,金属硒化物对HER也有相似的活性。随着对

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属氮化物

金属氮化物(TMNs)具有独特的物理和化学性质。一方面,氮原子的加入改变了母体金属d带的性质,导致金属d带的收缩,使得TMNs的电子结构更类似于贵金属(如Pd和Pt)。另一方面,氮由于原子半径小可以嵌套在晶格的间隙中,所以金属原子的排列总是保持紧密堆积或接近紧密堆积,赋予了TMNs较高的电子导电率。

我所开发出离场电催化全分解硫化氢制氢和硫磺新技术

近日,我所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部(DNL1600组群)李灿院士团队开发了离场电催化新技术,在室温、常压下实现硫化氢全分解制氢和硫磺,有望替代工业现行的克劳斯技术,实现天然气开采、炼油行业和煤化工过程中硫化氢的消除和资源化利用,并成为低成本制绿氢的一条新路径。硫化氢是一种剧毒化合物,又是

光合作用的意义

将太阳能变为化学能植物在同化无机碳化物的同时,把太阳能转变为化学能,储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能,除了供植物本身和全部异养生物之用外,更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。 因此可以说,光合作用提供今天的主要能源。绿色植物是

光合作用的概念

光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段,涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤,对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。

光合作用的意义

将太阳能变为化学能植物在同化无机碳化物的同时,把太阳能转变为化学能,储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能,除了供植物本身和全部异养生物之用外,更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。因此可以说,光合作用提供今天的主要能源。绿色植物是一

光合作用的定义

光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。 其主要包括光反应、暗反应两个阶段,涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤,对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。

光合作用的原理

光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。 其主要包括光反应、暗反应两个阶段, 涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤,对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。

光合作用的意义

将太阳能变为化学能植物在同化无机碳化物的同时,把太阳能转变为化学能,储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能,除了供植物本身和全部异养生物之用外,更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。 因此可以说,光合作用提供今天的主要能源。绿色植物是

光合作用反应过程

光合作用的过程是一个比较复杂的问题,从表面上看,光合作用的总反应式似乎是一个简单的氧化还原过程,但实质上包括一系列的光化学步骤和物质转变问题。根据现代的资料,整个光合作用大致可分为下列3大步骤:①原初反应,包括光能的吸收、传递和转换;②电子传递和光合磷酸化,形成活跃化学能(ATP和NADPH);③碳

光合作用生物介绍

C3类植物通过C3途径固定CO2的植物称为C3植物,它们行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中,因为这是卡尔文循环的场所。C3类植物属于高光呼吸植物类型,光合速率较低,其种类多,分布广,多生长于暖湿条件,如大多数树木、植物类粮食、烟草等。C4类植物通过C4途径固定CO2的植物称为C4植物,它们主要是

叶绿素与光合作用

  光合作用(Photosynthesis)是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为储存着能量的有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。植物之所以

光合作用仪——解密光合作用对植物自身有什么好处?

光合作用检测仪探究光合作用对作物的影响,光合作用是植物特有的生理过程,通过植物进行光合作用,可以将太阳能转化为化学能,储存在有机化合物中,为作物提供物质和能量。光合作用还可以调节空气中的氧气和CO₂平衡,使大气始终保持充足的氧含量供人体和植物吸收利用。光合作用直接或简接的影响着作物的生产效果,因此对

植物光合作用检测仪:光合作用的重要性

  植物通过光合作用把光能转化为自身需要的有机化合物,以促进自身的生长和发展。对农业来说,农作物也是植物,也会进行光合作用,而且农作物在生长初期,成熟期以及开花结果的时期,光合作用的结果都是不同的,如果我们能根据光合作用的结果,知道农作物在不同的生长时间需要什么样的条件能更好的促进光合作用的发展,这

光合作用仪分析温度与夏玉米光合作用的干系

光合作用仪测定了夏玉米光合作用速率,给出了叶片 光合作用模型,建立了夏玉米冠层光温生产力数值模式,阐明了日平均气温与冠层群体光合作用之间的相对确定性关系,并提出了光合等效温度的概念及计算方法。 在此基础上,推导出温度对群体光合作用影响的函数表达式,使温度订正函数f(T)不再是简单的假设,而是建立在较

光合作用仪能有效检测苹果树的光合作用

光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段,涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤,对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。简述:1. 采用矮小树冠,改善光照条件矮小树冠无效区较

植物光合作用检测仪:光合作用的重要性

  植物通过光合作用把光能转化为自身需要的有机化合物,以促进自身的生长和发展。对农业来说,农作物也是植物,也会进行光合作用,而且农作物在生长初期,成熟期以及开花结果的时期,光合作用的结果都是不同的,如果我们能根据光合作用的结果,知道农作物在不同的生长时间需要什么样的条件能更好的促进光合作用的发展,这

光合作用仪对麻楝生长和光合作用的研究

植物的光合作用是植物生长、发育和代谢的动力,是植物物质生产的基础,同时也是 全球碳循环及其它物质循环的重要基础环节。光合作用不仅依赖于植物本身的遗传特性,同时还会受外界环境因子(光照、温度、CO2、水分等)的影响和制约。自然条件下植物的光合作用是一个非常敏感的生理过程,受多个环境因子的影响,且各因子

“太阳能”装进瓶子里?“液态阳光”未来还可替代化石能源

  把“太阳能”装进瓶子里?位于兰州新区的全球首套规模化(千吨级)合成绿色甲醇示范装置,不仅可以回收二氧化碳,还能生产“液态阳光”,未来可替代化石能源。  “液态阳光”是利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产“绿色”氢能、并将二氧化碳加氢转化为“绿色”甲醇等液体燃料,被形象地称为“液态阳光”。 

我国科学家领衔研发液态金属成膜新技术

  自然界的植物光合作用可实现太阳能到化学能的转化,如何模仿这一过程来实现太阳能的转化利用和产业化,长期以来备受关注。  记者2月26日从中国科学院金属研究所获悉,该所沈阳材料科学国家研究中心刘岗研究团队与中外多个团队合作,最新研发出将半导体颗粒嵌入液态金属实现规模化成膜的新技术,并以此为基础成功构

太阳能光催化产氢文章两年内引用居J.Catal.Top10第一位

  最近,从Journal of Catalysis(Elsevier公司出版)编辑部获悉,中科院大连化学物理研究所李灿院士研究组2009年在该刊物上发表的关于太阳能光催化产氢的文章(J. Catal., DOI: 10.1016/j.jcat.2009.06.024)引用次数居两年内文章的引用总次

辽宁省太阳能光电催化分解水制氢研究取得新进展

   近日,由科技部973项目和国家自然科学基金重大项目支持的,中国科学院大连化学物理研究所李灿院士研究团队承担的“太阳能光电催化分解水制氢”研究取得新进展。在以五氮化三钽为基础的半导体光阳极研究中,发现“空穴储存层”电容效应,获得了高效稳定的太阳能光电化学分解水体系,相关研究成果发表在《德国应用化