二氧化碳,化學式為CO?,式量44.01,碳氧化物之一,俗名碳酸氣,也稱碳酸酐或碳酐。常溫下是一種無色無味氣體,密度比空氣略大,微溶于水,并生成碳酸。固態二氧化碳研究人員發現通過這種方式,3個電化學電池疊加可以達到將近2%的能量效率,是自然的光合作用兩倍的效率,并達到目前人造裝置迄今取得的最佳能源效率,生成的甲酸也有各種各樣的應用。
近日,蘇州大學功能納米與軟物質研究院師生研發了一種新型的光催化劑(碳納米點-氮化碳納米復合物),能利用太陽能分解水制氫氣,具有價廉、資源豐富、無污染、穩定性高等優點,可使太陽能到氫氣的能量轉換效率達到2%,是目前同類催化劑的最高效率。2月27日,國際頂級學術期刊《科學》刊登了這一研究成果。俗稱干冰,升華時可吸收大量熱,因而用作制冷劑,如人工降雨,也常在舞美中用于制造煙霧。二氧化碳具有保溫的作用,隨著二氧化碳排放量的增加,會逐漸使地球表面溫度升高,造成溫室效應。
鹽城氣體介紹說,日本學者最早研究光分解水,但在過去的40年里,鹽城氣體該領域一直沒有大的突破。課題組決定換一種研究視角。“你拿著彈弓的模型去做一種大規模的殺傷性武器,橡皮筋再粗、力量再大,也不如機關槍厲害。”康教授幽默地解釋說,他們放棄了太陽能分解水化學反應中的主反應,無限放大了副反應,終于找到了突破點。此時,剛好又出現了“氮化碳”這種新材料,在氮化碳的基礎上,他們研發出了碳納米點-氮化碳納米復合物。
這種新型的光催化劑有什么優點呢?當前研發的光催化劑能量轉換效率為2%,通俗地說,100份的太陽能有2份轉換成氫能,制造1公斤氫氣需要花6美元。雖然仍高于美國能源署的目標成本(4美元/公斤),但已是目前最高的效率。此外,這種光催化劑的活性可以保持200天不變,穩定性高。“這一研究讓人們看到了光分解水制氫的曙光,下一步的目標是不斷提升能量轉換效率、降低成本,實現太陽能制氫的產業化發展。”