3月15日，ACSNano發(fā)表了一項瑞典林克平大學(LINKÖPINGUNIVERSITY)的研究成果，研究人員開發(fā)的納米立方碳化硅具有非常好的性能，可利用太陽能分解水制備氫氣。
論文地址：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00256
立方碳化硅在水中
水作為低成本原料，可通過光電解分解為氫氣和氧氣。太陽光中可以用來分解水的能量主要是紫外線和可見光。因此，需要一種能有效吸收這種輻射的材料來產(chǎn)生電荷，這種電荷能被分離，并且有足夠的能量將水分子分解成氫氣和氧氣。迄今為止研究的大多數(shù)材料要么在利用可見光能量的方式上效率低下(例如，二氧化鈦，但是二氧化鈦僅吸收紫外線)，要么不具備將水分解為氫氣所需的特性(例如，硅)。
領(lǐng)導該項研究的是林克平大學物理、化學和生物系的高級講師孫建武，而他曾多次發(fā)表關(guān)于立方碳化硅及相關(guān)復合材料的催化應(yīng)用，比如此前關(guān)于將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷、一氧化碳的研究。
孫建武團隊選擇了多孔立方碳化硅3C-SiC。研究人員稱這種新型多孔材料可以有效地捕獲和捕獲紫外線和大部分可見光。此外，多孔結(jié)構(gòu)促進了具有所需能量的電荷的分離，而小孔則提供了更大的活性表面積。這增強了電荷轉(zhuǎn)移，增加了反應(yīng)中心的數(shù)量，從而進一步提高了水的分解效率。
研究團隊通過外延生長升華法制備3C-SIC，再利用陽極氧化制備納米多孔結(jié)構(gòu)的3C-SiC，因其具有更大的比表面積，有利于催化劑的負載和界面電荷輸運過程。在阻抗測試中，納米多空電極的界面?zhèn)鬏旊娮韬推骷䝼鬏旊娮栾@著下降，說明器件的電荷傳輸性能得到了改善。
