光催化光纖利用太陽能將水轉化為氫氣

光催化光纖利用太陽能將水轉化為氫氣

MOFC的計算機斷層掃描,顯示三角形通道中TiO2(淺藍色顆粒)的堆積。圖片:南安普敦大學齊普勒學院

南安普敦大學的研究人員已將光纖轉變為光催化微反應器,該反應器利用太陽能將水轉化為氫燃料。

這項突破性的技術用光催化劑覆蓋了微結構化光纖棒(MOFC)的內部,該光催化劑通過光產生氫,可以為廣泛的可持續應用提供動力。

南安普敦的化學家,物理學家和工程師在ACS Photonics中發佈了他們的概念驗證,現在將建立更廣泛的研究來證明該平臺的可擴展性。

MOFC已被開發為高壓微流反應器,每個容納多個毛細管,這些毛細管沿長度方向進行化學反應。

除了從水中產生氫氣外,多學科研究小組正在研究將二氧化碳光化學轉化為合成燃料。獨特的方法為可再生能源、消除溫室氣體和可持續化學生產提出了一種潛在可行的解決方案。

化學研究員、主要作者馬修·波特(Matthew Potter)博士說:“能夠將光活化化學過程與光纖的優異光傳播特性結合在一起,具有巨大的潛力。在這項工作中,我們的獨特光反應器獲得了顯著的進展。這是21世紀綠色化學工程的理想示例。”

近年來,光纖技術的進步在電信、數據存儲和網絡中發揮了重要作用。這項最新的研究涉及到南安普頓光電研究中心(ORC)的專家,該中心是齊普勒(Zepler)光子與納米電子研究所的一部分,致力於利用光纖對光傳播的空前控制。

科學家在纖維上塗覆了鈀納米粒子裝飾的氧化鈦。這種方法利用塗覆的光纖棒同時用作結構體和催化劑,以甲醇為犧牲試劑,進行連續的間接水分解。

光催化光纖利用太陽能將水轉化為氫氣

齊普勒研究所的研究合著者皮耶·薩齊奧(Pier Sazio)博士說:“光纖構成了全球40億公里長的先進電信網絡的物理層,目前每秒鐘還會增加4公里。對於這個項目,我們利用ORC的設施重新利用了這種非凡的製造能力,以製造具有高可伸縮性的微反應器,該微反應器是由純石英玻璃製成的,具有理想的透光性,可用於太陽能光催化。”


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