新型光催化剂提高水分解效率以生产清洁氢气
东京工业大学的研究人员首次对一种染料敏化光催化剂进行了优化，该催化剂促进了迄今为止最有效的太阳能水分解活性(对于类似的催化剂)。他们的表面改性染料敏化纳米片催化剂显示了巨大的潜力，因为它可以抑制不良的背电子转移，并将水分解活性提高100倍!
水分子分解成氢的最简单的方法之一是使用光催化剂。这些材料是半导体，可以吸收光并同时进行水分解反应，为大规模生产氢气提供了一个简单的装置。半导体可以产生用于水裂解反应的电子-空穴对;然而，由于载流子有重新结合的倾向，研究人员开发了一种由两种半导体材料和一种电子介质组成的“z型”光催化体系来抑制这一现象。
在这种情况下，电子介质通常是可逆的电子受体/供体对(如I3-/I-)，从一种光催化剂上接收电子并将其给到另一种光催化剂上。这将半导体之间的载流子分开。尽管消除了半导体内部的电荷重组，电子接受物种(I3-)与氢光催化剂争夺电子，导致较差的太阳能到氢的能量转换效率。
为了提高氢气产量，东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)在内的一个国际研究团队一直在研究防止意外电子转移的方法。在钌(Ru)染料敏化铌酸盐光催化剂(Ru/Pt/HCa2Nb3O10)的实验中，研究人员注意到，在低I3-浓度下，产氢量显著增加。这些发现促使他们开发了一种高效的水分解系统，该系统由氧分解光催化剂和一种改进的钌染料敏化铌酸盐纳米片组成，该纳米片作为一种更好的氢分解光催化剂。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com
通过使用表面改性染料敏化纳米片光催化剂，研究人员已经成功地提高了z型整体水分解系统的效率。
研究结果发表在《科学进展》杂志上。
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