化合物半导体Cu2ZnSnS4太阳电池与人工光合作用制氢

太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,将成为未来新能源的重要组成部分.目前人们除了利用太阳能光伏发电以外,还有利用仿生光合作用将太阳能转化为化学能、利用半导体光电极分解水制氢等方式.而在半导体材料中,低成本环保型的化合物半导体光伏材料(如Cu₂ZnSnS₄等)具有优良的光伏发电性能,同时也非常适合作为太阳光分解水制氢的材料.文章综述了近年来在Cu₂ZnSnS₄光伏电池及其太阳光分解水制氢领域的研究进展.     

太阳能热化学研究进展

 主要从热化学水解制氢、太阳能-天然气重整制合成燃料、太阳能、煤气化制合成气,以及利用太阳能裂解其他含碳燃料和控制CO2排放等方面,简要评述了太阳能热化学燃料转化技术的发展现状及难点及发展趋势。概述了将聚集的太阳能热能向化学燃料的热化学转换过程的最新发展动态。这个转变实现了太阳能的储存,同时使得太阳能可以从太阳能丰富的地区运输到太阳能缺乏但人口密集的地区。     

二氧化钛电极光电解水制氢时电解池操作条件的研究

一、引言自从利用半导体电极光电解水制氢发现以来,在制备各种半导体电极并测试其性能方面,已作了相当广泛的研究,但对光电解池操作条件的研究却报道较少.A.J.Nozik 曾以单晶TiO_2为光阳极、以强紫外光作光源、在单室电解池中,研究了外加偏压、电解池内阻及光强等对光能转换效率的影响.K.Miyatani 等观察到阴极和阳极的面积比小于10时光电流较小,而大于10时光电流虽然较大,阴极却得不到氢气,但氢气产量和阴极而积之间的定量关系未曾测定.由这些工作看来,我们认为与单纯由光能得到电能的PG 电池不同.对于光能转换为化学能的PEC 电池来说,为了得到尽可能多的光电解产物——氢(即     

高效光催化产氢分子组装体研究报告

氢是一种清洁高效的理想燃料。利用太阳能制氢是直接将太阳能高效转化为化学能的有效方式。通过分子组装构筑了一系列高效太阳能光催化制氢的新体系,分子组装体高效的能量传递、电子转移和电荷分离过程显著提高了催化体系的产氢效率和稳定性。例如:采用低温水热方法制备的多级Sn2Nb2O7空心球可见光催化剂和采用多元醇热注入法制备的由超薄纳米片组装而成的分等级花状结构Zn In2S4亚微米球均表现出优异的光解水产氢性能;利用树枝状聚合物、聚丙烯酸和壳聚糖开展对铁氢化酶外围保护蛋白的模拟和功能性研究,在国际上率先突破了铁氢化酶模拟化合物稳定性差、催化效率低的瓶颈,实现了太阳光驱动铁氢化酶模拟化合物的水相高效产氢。     

SnO2／Chl—a电极上的光电催化析氧现象

太阳能是人类生活的重要能源,随着社会的发展、科学的进步,对它的开发利用愈来愈占有重要地位。光电化学方法是开发太阳能的一个方面,相对于固体太阳电池来说,虽然光电化学电池(PEC)还存在着光能转换效率不高和电极材料不够稳定等问     

多金属氧酸盐修饰的TiO_2纳米线用于增强光电催化氧析出

通过光电催化水分解产生高能氢气可以将太阳能转换为化学能,解决近年来由于化石能源滥用带来的环境污染和能源短缺问题,而且开发新型光电催化先进材料,提高水分解产氢效率和太阳能的转换效率是实现氢能源工业化应用的必要基础。本文研究多金属氧酸盐(POM)负载的TiO_2纳米线复合电极材料,结果表明:POM的加入可提升TiO_2自身载流子的迁移速率和分离效率,延缓电子-空穴对的复合,增强TiO_2的光吸收性能,因此,其光电催化水分解性能与空白TiO_2纳米线相比有显著提升。本文研究开拓了POM的应用领域,联合修饰的TiO_2纳米线可用于其它光电器件材料。     

基于二维层状半导体材料的光电极特性及其研究进展

自石墨烯被发现以来,具有带隙的二维层状半导体材料得到了广泛关注,它们可以覆盖太阳光谱中从红外到紫外的各个波段范围,为充分利用太阳能奠定了基础。光电极作为光电化学池的重要组成部分,能够直接将太阳能转化成化学能,可以实现光催化制氢,是目前光电研究的前沿方向。二维层状材料由于具有比表面积大、容易担载、缺陷的化学活性强等优点,成为目前光电极研究的首选材料,在高效利用太阳能方面具有潜在的应用价值。从光电极的基本光物理和光化学过程出发,文中介绍了基于二维材料光电极的制备、光电特性及其最新研究进展,并对其未来的发展趋势进行了思考和展望。     

能源草——可再生能源的新兵

2005年3月十届人大第13次会议通过了《可再生能源法》，把风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能定义为可再生能源。生物质能是太阳能通过生物转化的化学能。绿色植物的光合作用是地球上规模最大的太阳能转化为化学能的过程。严格地说所谓化石能源也是这个转化长期储存的过程。众所周知，绿色植物是自养性生物．     

太阳能充电系统控制结构研究与设计

太阳能技术是当今世界竞相研究的应用技术,太阳能充电是将光能转换为电能的一种应用方式.通过对太阳能电池板输出模型的研究以及太阳能充电系统效率的分析,得出充电效率的影响因素,提出为提高太阳能充电效率需要注意解决的问题,并以此提出了一整套完整的充电系统设计方案.经过设计、验证,该系统可完成充电要求,并一定程度的提高充电效率,而且可实现充电的控制.     

核能制氢的效率分析

氢气的高效、清洁、大规模制备方法是发展氢能经济的基础,现有制氢技术难以满足这些需要。核能制氢作为一种有前景的大规模制氢方法,受到广泛研究。利用核能作为一次能源,对利用高温电解和碘硫循环两种工艺进行大规模制氢的热氢转换效率进行了估算及总结,并与目前工业应用的甲烷重整制氢与水电解制氢方法的效率进行了比较。研究结果表明,碘硫循环和高温电解的预期效率均可达到50%以上,显著高于从热到电再到氢的转换效率。     

光催化剂可见光化研究进展

 光催化剂可将光能转变为化学能,可用于使水分解制氢及将环境中的有害物还原氧化为无害物质等,其应用前景十分广阔.而阻碍其应用的是不能有效地利用太阳光,因此研究开发可见光化的光催化剂就成为当前光催化剂研究中最重要的课题.本文简述了光催化剂的作用原理及较系统地介绍了可见光化光催化剂目前的研究现状及成果.     

叠层太阳能电池研究进展和发展趋势

叠层太阳能电池结构可以拓宽吸收光谱,最大限度地将光能变成电能,提高了太阳能电池的能量转换效率,这类太阳能电池是目前研究的热点.本文集中介绍了非晶硅叠层太阳能电池、多元化合物叠层太阳能电池和染料敏化叠层太阳能电池的研究现状,对它们的结构、性能指标和效率等做了介绍和评估,指出了各自的优缺点,分析了阻碍叠层太阳能电池进一步发展和应用的制约因素主要有两个:很难找到两种晶格匹配良好的半导体晶体;对环境友好,价格合理,来源丰富的太阳能电池材料很稀少.非晶硅系叠层太阳能电池对材料纯度要求较高,价格贵;化合物太阳能电池虽然转换效率高,但是电池材料对环境造成污染;而染料敏化叠层太阳能电池制作工艺简单,电池材料来源丰富,必将是今后发展的趋势.     

太阳能转化为氢能之探讨

介绍了新能源、太阳能、氢能,以及太阳能光热利用的低温、中温、高温利用.简述了几种常用的太阳能制氢工艺技术.详细阐述了Zn/ZnO氧化还原反应的太阳能光热化学循环制氢原理和两步法循环制氢的工艺流程.该技术为低成本高效率利用太阳能制氢的新途径,可供业内参考.     

清洁能源与可持续发展

正太阳能:是指太阳的热辐射能,其利用有光热转换和光电转换两种方式,一般用作发电或者为热水器提供能源。核能:由原子核的链式反应所产生的能量,包括用于原子电站的核裂变能和正在研究的核聚变能。生物质能:植物叶绿素将太阳能转化为化学能储存于生物质内部的能量。风能:太阳辐射引起的空气流动的能量,到达地球表面的太阳能约有2%转化为风能。氢能:氢氧化所释放出来的能量。地热能:地球内部具有的热能,是地球本身蕴含的能量。这种能源是从地壳中提出来的天然热能。     

化石燃料化学能释放的新认识

基于能的品位概念研究了化学能间接释放过程中化学能和物理能的能量品位关系,提出了化学能梯级利用的新机理.进一步研究了以甲烷为燃料的化学能间接释放过程,揭示了化学能梯级利用现象,并对循环中化学能释放过程进行了热力性能分析.结果表明甲烷化学能间接释放方法能更加有效地利用化学能,与直接释放方法相比,化学能释放过程所获得的热流(火用)增加2%-3%.得到的结果为燃料化学能间接释放过程提供了新认识,并为集成新的热力系统提供了理论依据.     

贮存太阳能的新方法

美国煤气工艺研究所提出了一种利用太阳能的新方法,是用光一伏打半导体吸收器和化学氧化-还原系统结合起来,充分将太阳能转化为化学能贮存起来。这样的系统有很多优点:太阳能既可以直接使用,也可以     

经济的太阳能电池展望

美国波音航空公司与美国能源部的太阳能研究协会合作研制了一种廉价有效的薄膜太阳能电池,太阳能转换为电能的效率是9.4％,比原来提高了40％。通常的硅电池转换太阳能的效率是15％,但是每瓦的材料制造成本超过4英镑;     

应用全息技术提高太阳能热水器效率的研究

探讨了一种提高太阳能热水器光热转换效率的新途径———全息太阳能集热系统.重点阐述全息光栅和集热系统的核心部件———反射全息图的研制过程.     

醋酸镍促进硼氢化钠水解制氢的研究

硼氢化钠水解制氢具有安全、装置简单和能量密度高等优点,因此被广泛研究.碱性硼氢化钠在常温下可稳定存在,加入催化剂、促进剂可控制其制氢速率.该文研究了醋酸镍作为碱性硼氢化钠水解制氢促进剂的活性,研究表明:醋酸镍的促进活性良好,并且随着促进剂量的增加而提高,促进剂活性最好所需的最小量为4.4×10-3 mol.     

钯对二氧化钛光电极的影响

在研究光能转换为化学能的光电解水制氢时,比较方便的是[1,2]报导的方法制备的二氧化钛薄膜电极为光阳极,以铂黑电极为对电极。为了尽可能多的得到光电解产物——氢气,我们发现在TiO_2光电极上涂一层微量的金属钯,可以降低电极的过电位,