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中加学者研制出“仿竹节”纳米材料提升“太阳能制氢”效率

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  • 时间:2018-12-05
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  新华社合肥12月3日电(记者徐海涛)近期,中国科学技术大学俞书宏团队与加拿大多伦多大学萨金特团队合作,通过新设计方法成功制备出一种人造纳米“竹子”,可利用太阳能并将其有效转化为氢能源。国际权威学术期刊《自然·通讯》日前发表了该研究成果。

  随着全球能源与环境问题带来的压力,人们正在寻求新型清洁能源以代替传统的煤化工产业。近年来,国际科学界通过设计新型半导体纳米材料以捕获太阳能并实现高效光化学转化,是一个新的努力方向,但如何降低成本、提高效率实现产业化,仍存在巨大挑战。

  近期,中加科研团队合作,设计了一种“脉冲式轴向外延生长”方法,成功制备了尺寸、结构可调的一维胶体量子点—纳米线分段异质结。这种人造纳米“竹子”的竹节和竹茎分别由硫化镉和硫化锌两种半导体材料组成,二者交替生长,类似于竹子拔地而起的生长过程,可以充分利用太阳能,并将其有效转化为氢能源。研究人员设计的这种独特生长方式,可以精确控制每根人造纳米“竹子”的粗细、节数以及竹节间距,丰富的调控能力为进一步开发利用提供了空间。

  此外,研究者发现,相比于单一材料,纳米“竹子”的太阳能制氢效率提高了一个数量级,这为今后设计开发新型高效太阳能制氢材料提供了新途径。
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