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转换效率与玉米相当的光催化剂,为低成本制氢开辟道路
来源:日经BP社   发布者:左丽媛   日期:2016-07-20   今日/总浏览:1/2712

日本产业技术综合研究所(产综研)2016年6月15日宣布,开发出了太阳能转换效率与玉米为同等水平的全球最高效率的光催化剂。这是产综研太阳能发电研究中心功能性材料研究小组取得的成果。

在显示出高能量转换效率的光催化剂方面,以前被发现的三氧化钨(WO3)的吸收波长范围较窄,不能充分利用可视光。因此,产综研着眼于可吸收更长波长的光但存在效率较低这一课题的“钒酸铋(BiVO4)”,开始围绕其高性能化展开研究。

结果发现,在BiVO4中添加镓(Ga)并改进调配条件,效率就会大幅提高。

研究人员利用由加入反应池的粉末光催化剂与电解装置组合而成的“光催化剂电解混合系统”,开发出了利用铁离子电解水的低成本制氢工艺。如果以使用该系统为前提,对太阳能转化为化学能(将三价铁离子转化为二价铁离子)的效率进行比较,Ga-BiVO4光催化剂的效率达到0.65%,是原来的WO3的效率(0.38%)的1.7倍。

据介绍,0.65%的转换效率接近玉米将太阳能转换为纤维素及糖的效率(约0.8%)。

产综研研发的基于混合方式的制氢系统方面,如果光催化剂的太能能转换效率提高至3%,便可使制氢成本与化石燃料改质制氢方法相当(30日元/Nm3以下)。今后产综研将反复改进光催化剂,目标是使转换效率达到3%。


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