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只要阳光照到水槽 就能产生氢气的薄膜状光催化剂

   2016-03-15 日经BP社
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核心提示:使用混合粉末型光催化剂薄膜分解水的概念图采用粒子转印法制作混合粉末型光催化剂薄膜的方法通过丝网印刷制作混合粉末型光催化剂


使用混合粉末型光催化剂薄膜分解水的概念图


采用粒子转印法制作混合粉末型光催化剂薄膜的方法


通过丝网印刷制作混合粉末型光催化剂薄膜的方法(左)和10cm见方的混合粉末型光催化剂薄膜(右)

日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)于2016年3月10日宣布,开发出了混合2种粉末状光催化剂的薄膜。利用水制备氢气时,太阳能转换效率达到1.1%,可以廉价且大规模地供应氢气。

该产品是NEDO与人工光合成化学工艺技术研究组合(ARPChem)、东京大学及东陶合作开发的。NEDO和ARPChem正在推进“二氧化碳原料基础化学品制造工艺技术开发(人工光合成项目)”,此次开发的光催化剂薄膜也是该项目的研究成果之一。

光催化剂薄膜是利用粒子转印工艺制作的,首先混合氢气生成光催化剂粉末和氧气生成光催化剂粉末,涂在玻璃基板上,在其上蒸镀形成导电层后,剥离导电层和光催化剂层。这种光催化剂薄膜结构简单,不使用辅助电力,只需向水中照射太阳光就可以分解水。另外,由于在同一面上生成氢气和氧气,可以保持高性能,同时大面积扩展。

另外,设想到实用化时要大量生产,还成功开发出了基于丝网印刷的涂布型,并发现能稳定产生氢气和氧气。通过采用丝网印刷,有望大幅削减制造成本,有可能实现能以极低成本制造氢气的水分解光催化剂模块。

今后,将面向实用化优化氢气制造器件及模块结构,争取2021年度末之前,太阳能转换效率达到10%。此次的成果已于3月7日(英国时间)在英国科学杂志《Nature Materials》的在线速报上公开。



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