大阪大學科學研究所真島哲朗教授領導的研究團隊開發了一種使用黑磷的光催化劑,使用這種光催化劑時,即使在可見光或近紅外光照射下,也能有效地從水中產生氫氣。光,這是世界上首次發現的。

下一頁標題[/link]如果可以利用陽光和水有效地生產氫,那麼使用氫作為能源的氫社會的可能性就打開了。然而,目前的太陽能(主要是太陽能電池)比化石燃料更昂貴且沒有被廣泛使用,因此人們希望開發一種能夠利用太陽能高效生產氫氣的光催化劑。傳統光觸媒使用紫外線,僅佔太陽光的3%至4%(可見光佔44%,近紅外光佔52%),因此將太陽能從水轉化為氫氣的效率較低。

這次,研究團隊使用了不僅強烈吸收紫外線和可見光而且還強烈吸收近紅外光的層狀黑磷和層狀鈦酸鑭(La2Ti2O7)作為由多層組成的超薄膜。我們開發了一種由這三種成分和金奈米顆粒組成的新型複合材料,甚至可以吸收幾奈米大小的可見光。

在這種複合物中,黑磷和金奈米粒子充當「光敏劑」。換句話說,黑磷吸收可見光和近紅外光,金奈米顆粒吸收可見光,高能量狀態的電子(激發電子)移動到鈦酸鑭,質子(氫)還原原子核(質子)。這使得利用太陽光的寬頻波長光並成功地從水中高效地產生氫氣成為可能。這是世界上第一個成就。

這項研究成果有望實現利用陽光製氫,這是氫能源社會(氫社會)的基礎,同時有望為解決環境問題做出重大貢獻。問題。

論文資訊:【Angewandte Chemie 國際版】Au/La2Ti2O7 奈米結構敏化黑磷用於可見光和近紅外光下等離激元增強光催化製氫

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