科学家开发新型多孔材料:纳米多孔立方碳化硅利用太阳能水解制氢
一种潜在的可再生能源是借助太阳光水解制氢。瑞典林雪平大学的研究人员开发出一种多孔材料–纳米多孔立方碳化硅，该材料表现出捕捉太阳能和水解制氢的前景。该研究已发表在《ACS Nano》杂志上。
氢气的能量密度是汽油的三倍。氢燃料汽车已经可以商业化。清洁燃料氢燃料唯一产物是水，是一种绿色的能源。然而当生产氢气时，会产生二氧化碳，因为目前最常用的技术是依靠化石燃料进行生产。因此，当生产1吨氢气时，会排放9-12吨二氧化碳。
借助太阳能水解制氢是一种可持续发展的方法，可以利用可再生资源生产氢气，而不会导致二氧化碳的排放。这种方法的一个主要优势是可以将太阳能转化为可以储存的燃料。获取更多前沿科技 研究访问：https://byteclicks.com
然而，利用水解制氢并不是一件容易的事。要想成功，就必须找到性价比高、性能合适的材料。太阳光中可以用来分解水的能量主要以紫外线和可见光的形式存在。因此，需要一种能够有效吸收这种辐射的材料，以产生可以分离的电荷，并有足够的能量将水分子分解成氢气和氧气气体。到目前为止，大多数被研究的材料要么是对可见光太阳光能量的利用效率低下（比如二氧化钛，TiO2，只能吸收太阳光中的紫外线），要么是不具备将水分解成氢气所需的特性（比如硅，Si）。
该研究小组研究了立方碳化硅，即3C-SiC。科学家们制造出了一种具有许多极小孔隙的立方碳化硅形式。这种被称为纳米多孔3C-SiC的材料具有很好的特性，表明它可以用来利用阳光水解制氢。本项研究已经发表在《ACS Nano》杂志上，研究人员表明，这种新型多孔材料可以有效地捕捉和收集紫外线和大部分可见光。此外，多孔结构促进了具有所需能量的电荷分离，而小孔则赋予了更大的活性表面积。这增强了电荷转移，增加了反应位点的数量，从而进一步提高了水解制氢效率。
研究结果表明，纳米多孔立方碳化硅具有更高的电荷分离效率，这使得水解制氢效果比使用平面碳化硅要好得多。
