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[材料资讯] 欧阳钢锋教授课题组在太阳能到化学能的人工转化方面取得新进展

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发表于 2021-11-19 09:00:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
太阳能到化学能的人工转化是应对全球能源危机的重要途径之一。然而,自然条件下的太阳能−化学能转化效率却难以与自然界中太阳能−生物质转化效率匹敌。此外,现有的太阳能−化学能转化体系,如水光解制备氢气,还由于水中溶解氧的竞争反应,以及生产的氢气所存在的遇氧爆炸的安全隐患,无法在敞开环境中运行。
       针对这一科学问题,欧阳钢锋教授课题以过氧化氢作为储能物质,通过仿照绿色植物光合作用中的电子储存过程,大幅延长了光生载流子的寿命,实现了自然条件下高效的太阳能−化学能人工转化。在自然条件下,过氧化氢产率高达909 μmol·g-1·h-1,太阳能到过氧化氢的转化率为0.26%,首次高于绿色植物的平均光合作用效率(0.1%)。同时,由于过氧化氢是一种清洁的强氧化剂,其原位低成本的高效制备,为其在污染水体原位处理的应用方面奠定了基础。

化学能

化学能
图1(A)绿色植物的电子转移和储存策略;(B)仿照绿色植物光合作用所发展的电子转移和储存策略
        上述研究成果得到了国家自然科学基金重点项目、广东省重点研发项目等项目的资助和中山大学测试中心的支持。相关研究成果以“自然环境下高达0.26%的太阳能到化学能的转换(A solar-to-chemical conversion efficiency up to 0.26% achieved in ambient conditions)”为题,于2021年11月8日在线发表于国际知名综合期刊《美国科学院院刊》(Proceedings of National Academy of Sciences of the United States of America),论文连接为:https://www.pnas.org/content/118/46/e2115666118。我校化学学院博士后叶宇昕为论文第一作者,欧阳钢锋教授为通讯作者。


        文章来源:中山大学
        欧阳钢锋,男,1970年11月生,湖南长沙人,博士,中山大学化学学院教授、博士生导师,英国皇家化学会会士,国家杰出青年科学基金获得者,科技部中青年科技创新领军人才,广东省“珠江学者”特聘教授。现任中山大学化学与化学工程学院环境化学研究所所长,微萃取与分离技术研究中心主任,环境与能源化学广东省高校重点实验室副主任。






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