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近日,西北工业大学材料学院纳米能源材料研究中心李炫华教授团队在《科学》(Science)杂志在线发表题为《原位光催化增强热氧化还原电池实现同时产电产氢》(In situ photocatalytically enhanced thermogalvanic cells for electricity and hydrogen production)的研究论文。
该研究提出光催化增强热电材料的多功能器件设计思路,解决了热化学电池长期面临的电解质离子大浓差难以构建的关键难题,实现了功能器件电能和氢能的协同制备,为未来多元化能源的有效开发和创新设计提供了核心关键技术。
低品位热能广泛存在于环境和工业过程,例如太阳能、地热能,以及车辆、工业、电子元器件发热等。但由于缺乏经济高效的能源回收技术,该部分能量基本被废弃。
传统的热电技术在热功率方面存在限制,通常仅能提供较低的热功率。为了克服这一限制,热化学电池被提出并作为一种有效的替代品,可以提供更高的热功率,达到每度每毫伏(mV/K)的水平。
本项研究自2020年开始,在研究过程中课题也面临了一系列困难,包括热电系统的搭建、氧化还原介质的选择、匹配催化剂的选择、电极的选择,以及文章的构思和撰写等。
长期以来,李炫华教授团队围绕国家“双碳”战略重大需求,系统开展光催化氢能制造与太阳能电池相关研究。同时,针对国家在航空、航天、航海领域新能源的特殊需求,通过材料、原理、器件的原始创新,系统设计了规模化、智能化以及多功能化的氢能与太阳能集成设备。
来源:综合整理自西北工业大学
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