光催化光纤利用太阳能将水转化为氢气

光催化光纤利用太阳能将水转化为氢气

MOFC的计算机断层扫描,显示三角形通道中TiO2(浅蓝色颗粒)的堆积。图片:南安普敦大学齐普勒学院

南安普敦大学的研究人员已将光纤转变为光催化微反应器,该反应器利用太阳能将水转化为氢燃料。

这项突破性的技术用光催化剂覆盖了微结构化光纤棒(MOFC)的内部,该光催化剂通过光产生氢,可以为广泛的可持续应用提供动力。

南安普敦的化学家,物理学家和工程师在ACS Photonics中发布了他们的概念验证,现在将建立更广泛的研究来证明该平台的可扩展性。

MOFC已被开发为高压微流反应器,每个容纳多个毛细管,这些毛细管沿长度方向进行化学反应。

除了从水中产生氢气外,多学科研究小组正在研究将二氧化碳光化学转化为合成燃料。独特的方法为可再生能源、消除温室气体和可持续化学生产提出了一种潜在可行的解决方案。

化学研究员、主要作者马修·波特(Matthew Potter)博士说:“能够将光活化化学过程与光纤的优异光传播特性结合在一起,具有巨大的潜力。在这项工作中,我们的独特光反应器获得了显著的进展。这是21世纪绿色化学工程的理想示例。”

近年来,光纤技术的进步在电信、数据存储和网络中发挥了重要作用。这项最新的研究涉及到南安普顿光电研究中心(ORC)的专家,该中心是齐普勒(Zepler)光子与纳米电子研究所的一部分,致力于利用光纤对光传播的空前控制。

科学家在纤维上涂覆了钯纳米粒子装饰的氧化钛。这种方法利用涂覆的光纤棒同时用作结构体和催化剂,以甲醇为牺牲试剂,进行连续的间接水分解。

光催化光纤利用太阳能将水转化为氢气

齐普勒研究所的研究合著者皮耶·萨齐奥(Pier Sazio)博士说:“光纤构成了全球40亿公里长的先进电信网络的物理层,目前每秒钟还会增加4公里。对于这个项目,我们利用ORC的设施重新利用了这种非凡的制造能力,以制造具有高可伸缩性的微反应器,该微反应器是由纯石英玻璃制成的,具有理想的透光性,可用于太阳能光催化。”


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