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铜纳米线显示承诺在能源转换
2013年11月25日
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美国杜克大学的研究人员正在使用铜将阳光和水化学燃料。
将太阳能转化为存储燃料仍然是一个挑战。的方法之一化学家试图捕捉太阳的力量是通过水分裂,在水的原子分解的氢可能收集和用作燃料。
植物通过光合作用,半个世纪以来,科学家们一直试图再现这一过程通过摆弄化学催化剂,开启阳光。
铟锡氧化物(ITO)是一个材料他们通常试图利用其透明度允许阳光穿过,触发水分解反应。伊藤也导电,但它远非理想的材料。
说不是很丰富,铟本·威利的杜克大学化学助理教授。这是类似于银在地壳中丰度。”
因此,太阳能燃料电池使用伊藤可能仍然昂贵,无法与常规能源如煤和天然气,他在一份声明中说。
威利的实验室创造了铜纳米线融合在一个透明胶片,以替代ITO。团队——包括两名博士后研究人员、研究生和前从杜克大学研究生——上个月在《应用化学》上发表了他们的新方法。
铜丰富1000倍和100倍比铟便宜。铜纳米线的催化剂也比ITO同行生产成本较低,因为他们可以“打印”的玻璃或塑料液体油墨的形式,使用机器,功能就像一个印刷机。相比之下,伊藤生产需要大,顺序的泵和真空沉积一层薄薄的铟原子速度慢得多。
铜纳米线薄膜显微金属杆组成的网络,威利的性能及应用实验室已经研究多年。
纳米线为催化化学、提供高表面积和威利的团队尝试了涂层钴或镍的金属作为实际的化学催化剂。
即使有一层钴或镍纳米线的电影让更多的阳光通过近七倍伊藤。电影也灵活,导致威利想象完成燃料电池一天被附加到背包或汽车。
在此期间,工程和化学的挑战依然存在。纳米线的电影只有一个一半的水分解方程,这一过程被称为水氧化。的另一半反应涉及使用电子从水氧化减少获得氢。威利的团队预计发布他们的工作在这个过程。
他说:“很多组正在组建完整的设备生成燃料从阳光…这些系统的效率和成本必须提高他们的商业(生产)。”
威利指出,太阳能生产只是一个应用程序的铜纳米线薄膜的研究。纳米线也显示承诺用于灵活的触摸屏,有机LED(OLED)灯和智能玻璃。
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