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我国科学家成功构建“人工树叶” 可完成太阳能到化学能的转化

来源:M6米乐官网登录    发布时间:2024-03-12 07:23:20

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  我国青年报客户端北京2月28日电(中青报·中青网记者 邱晨辉)记者今日从我国科学院金属研讨所得悉,该所沈阳资料科学国家研讨中心研讨员刘岗研讨团队与中外多个团队协作,最新研宣布将半导体颗粒嵌入液态金属完成规划化成膜的新技能,并以此为根底成功构建出形神兼备的新式仿生人工光组成膜——因其具有相似树叶的功用而被形象称为“人工树叶”,可完成太阳能到化学能的转化。这一研讨成果论文在国际学术期刊《天然-通讯》上宣布。

  天然界的植物光协作用可完成太阳能到化学能的转化,怎么仿照这一进程来完成太阳能的转化使用和产业化,长期以来非常重视。现在,常用的人工光组成薄膜制备技能因制备环境严苛或成膜质量差,难以满意太阳能光催化分化水制氢的实践使用需求。

  论文通讯作者刘岗介绍,在天然界,植物光协作用完成太阳能到化学能的转化进程中,植物叶子中起光协作用的光系统II和光系统I,是以镶嵌方式存在于叶绿体的类囊体膜中,这一特征是天然光协作用能有用运转的重要结构根底。

  受此启示,研讨团队使用熔融的低温液态金属作为导电集流体和粘结剂在选定基体上规划化成膜,结合辊压技能进行半导体颗粒的嵌入集成,完成了半导体颗粒的规划化植入。

  刘岗说,半导体颗粒镶嵌在液态金属导电集流体薄膜中构成三维立体的强触摸界面,其结构犹如“鹅卵石路面”,使得其不仅仅具有优异的结构稳定性还具有非常杰出的光生电荷搜集才能。一起将产氧和产氢光催化资料嵌入液态金属薄膜,可完成光催化分化水制氢面板的规划化制备,在可见光照射下,其活性是传统非嵌入式金薄膜支撑光催化资料膜的近3倍,超越上百小时继续作业无衰减。

  “咱们在柔性基体上集成的薄膜在大曲率弯折10万次后仍可坚持95%以上的初始活性。”刘岗说,在循环和高效使用方面,经过简略的热水超声处理,即可将半导体颗粒、低温液态金属以及基体进行别离收回再使用,且收回再集成取得的人工光组成薄膜表现出与原始薄膜近乎相同的活性。

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