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贵金属钯材料大幅提高太阳能利用率

新能源的利用一直提出很多的难题,如何提高能源转换是材料工程师一直研究的课题。太阳能光伏作为新能源来源之一,目前最新研究的贵金属钯材料大幅提高太阳能利用率。传统的利用太阳能驱动化学反应路径是基于半导体的光催化技术,但半导体材料对于很多有机反应并不具有高催化活性及选择性。针对该瓶颈问题,材料化学家们提出通过结合贵金属钯材料实现热催化方法,太幅度提高抬眼能利用率。

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金属钯(Pt)材料是众多有机反应的高效催化剂,例如它与氢气的相互作用使其具有优异的加氢反应催化性能。但与常见的金银相比,常规贵金属钯纳米材料的吸收太阳光能力较差,吸光范围局限在仅占太阳能5%的紫外波段,给太阳能俘获和利用带来巨大困难。针对这一挑战,研究人员采样50纳米且具有内凹型结构的金属钯纳米材料,通过降低结构对称性和增大颗粒尺寸,使其能够在可见光宽谱范围内吸光,吸光后的光热效应足以为有机加氢反应提供热源。

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基于贵金属钯材料设计,纳米结构的尖端棱角处具有超强的聚光能力从而产生局部高温,并且棱角处也是加氢反应的高活性位点,实现了太阳能利用和催化活性的合二为一。贵金属钯材料成功应用改变过去太阳能利用低的问题,突破这些技术问题对未来太阳能发展前景非常有利,金属钯需求也将受到追棒。


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