氫能是一種很有前途的替代石油和天然氣的未來，清潔能源，應(yīng)用范圍廣泛。
國際氫能委員會預(yù)測，在氫燃料電池汽車等交通領(lǐng)域，氫能將貢獻(xiàn)28.6%、24.7%的化工原料、20.8%的工業(yè)能源、14.3%的建筑和11.7%的發(fā)電量。
“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略，也是可以推動氫能發(fā)展的主要學(xué)習(xí)動力。隨著信息技術(shù)進(jìn)行突破和規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈將迎來經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題爆發(fā)期，特別是中國隨著氫燃料電池汽車的推廣普及，氫能消耗將以驚人的速度不斷增加。預(yù)計到2030年，在政府相關(guān)政策支持下，我國將成為這個世界影響最大的氫能與燃料電池企業(yè)市場。
而光催化分解水制氫，利用的是光和水，采用的二氧化鈦基光催化具有材料物理化學(xué)性能穩(wěn)定、無毒、無二次污染等優(yōu)點，且生物相容性好，光催化分解水反應(yīng)所得到的氫氣是被公認(rèn)的高效、清潔、可持續(xù)的再生能源，因此光催化分解水制氫無疑是環(huán)境友好的能量轉(zhuǎn)化過程。
新研制的二氧化鈦光催化材料制備方法簡單，成本低廉，與傳統(tǒng)方法相比具有明顯優(yōu)勢。通常含有貴金屬催化劑，催化活性高，但相應(yīng)的成本也很高。“在這些新材料中，我們使用的是‘賤金屬’銅，這種銅儲量豐富、價格低廉，而且容易獲得。這是降低成本的第一個方面,”劉，原始催化材料中的單個金屬原子非?；钴S，并且容易形成團(tuán)簇，這使得活性降低。研究小組通過將銅原子牢固地固定在容易獲得的鈦空位上來解決這個問題，而鈦空位不容易合并。這種新型光催化材料制備工藝簡單，不需要昂貴的設(shè)備，使光催化制氫對人們更加友好。
近年來，劉青菊團(tuán)隊在實驗室做了大量基礎(chǔ)研究，包括材料設(shè)計、合成工藝、機理研究、性能優(yōu)化等。獲得了穩(wěn)定、高性能的光解水制氫光催化材料實驗室制備工藝，并準(zhǔn)備開展放大工藝研發(fā)，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。由于傳統(tǒng)光催化材料成本高、量子效率低，國內(nèi)光催化制氫市場尚未成熟，產(chǎn)業(yè)鏈的銜接和相關(guān)政策的完善還有很長的路要走，但已經(jīng)是曙光。
對柳清菊團(tuán)隊管理而言， 56%的產(chǎn)氫量子技術(shù)效率也不是一個終點。“我們中國還在發(fā)展繼續(xù)進(jìn)行努力，使它更進(jìn)一步的提高，如果企業(yè)能夠提高到70%以上，對生產(chǎn)實際應(yīng)用的意義研究將是不言而喻的。”柳清菊說，相信學(xué)生找準(zhǔn)了方向，效率再提升將不是夢。隨著光解水效率可以進(jìn)一步通過提高和成本問題進(jìn)一步有效降低，氫能時代將加速社會到來，人類也將還地球以綠水青山。
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