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一个来自英国、加拿大和香港的研究小组开发出了可用于高效生产氢气的光催化纳米纤维。发表在《Nature Chemistry》上的论文中,该小组描述了他们的高效纳米纤维是如何制造出来的。首尔国立大学的Gregory Peterson、Sanghee Yang和Tae-Lim Choi在同一期杂志上发表了一篇《News and Views》,概述了该团队所做的工作。
目前,氢气的应用非常广泛,但由于生产成本和储存问题等问题,氢气的使用还没有普及。在这项新的研究中,研究人员着重克服了成本问题,他们模仿自然界,制造了一种人工光合作用系统,能够以太阳光作为能源,从水中产生氢气。
研究人员通过使用牺牲性还原剂进行还原半反应的传导部分来分解水,可以使用水制氢变得更加容易。他们还指出,其他制造这种体系的尝试都存在产率低、稳定性差、催化剂周转次数少等问题。为了解决这些问题,该团队开发了一种自组装纳米纤维系统。
该系统使用了块状共聚物和一个可结晶的成芯块以及一个含有光敏剂或钴催化剂的成壳块。这样就创造了一个自组装系统,材料生长成稳定的纳米纤维,催化剂基团和光敏剂相互靠近。通过以梯度方式分布这些成分,纳米纤维可以被制成类似于瓶刷的结构(长度从95到3528纳米),没有内部的电线。然后,所得到的结构可用于利用阳光将水转化为氢气。
论文标题为《Tailored self-assembled photocatalytic nanofibres for visible-light-driven hydrogen production》、《Polymers producing hydrogen》。