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美国新泽西理工学院开发出量子点光电化学电池,用于制氢气时可以获得超过100%的量子效率

2017-04-27 216浏览 标签: 量子点光化学电池

2017425日,新泽西理工学院与美国国家可再生能源实验室开发出量子点光电化学电池,在用于制造氢气时通过催化可以获得超过100%的量子效率,在它们的试验中量子效率可以达到114%

人类一直在努力从各个方面减少对化石燃料的依赖,这其中就包含使用太阳能将水分解成氢气和氧气,来更高效的制造氢气燃料。此次新泽西理工学院助理教授Yong Yan领导的研究组就在此方面获得了突破性进展。

 量子点是尺寸只有几纳米的半导体颗粒,在此次新研发出的设备中,他们使用硫化铅量子点代替了类似于硅的半导体材料。这种光电化学器件的优势是具有可以将太阳能光谱中的更大部分转化为有用能源的潜力。

此次的设备可以吸收个太阳能光子并生成个甚至更多的电子。尽管世界范围内许多科学家都致力于在使用太阳能制氢时能实现接近100%的量子效率。但是此次Yan团队开发的设备的量子效率已经直接超过了100%这个门槛,是一个重大的根本性突破。这证明了该团队设计的光电化学电池就量子效率这一点来说要比其它量子点电池要高。

Yan教授强调这一进步还停留在基础太阳能科学的水平,而量子效率的突破并不等于最终太阳能-氢转换效率的大幅度提高。尽管如此,此次创新型硫化铅量子点光电化学装置实现了量子产率的大幅增长,这从许多方面来讲都是重要的进步。

Yan说:这些结果确实提出了今后能够更有效地利用这种太阳能捕获装置生产更多能量的可能性。这也可能从根本上改变生产氢燃料的整个工艺。我们现在可以通过使用消耗化石燃料的常规电厂提供的电力从水中获得氢燃料。但是,在太阳能制氢获得如此高的量子效率的基础上,我们可以使生产绿色燃料的过程更环保。

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