对日光收集技术的新见解
每小时，太阳以比人类一年消耗的能量更多的能量使地球饱和。利用这些能源中的一部分来满足全球需求已成为一项巨大的挑战，全球能源消耗量将在短短 30 年内翻一番。
在一项新的研究中，应用结构发现生物设计中心 (CASD) 和亚利桑那州立大学分子科学学院的研究人员从《自然》的课本中学习了一页。受到植物和其他光合生物收集和使用太阳辐射能的方式的启发，他们希望开发收集阳光并将其存储为无碳或碳中性燃料的技术。
“这篇文章描述了一种通用但有用的策略，可以更好地理解催化剂在将阳光转化为燃料的新兴技术中的作用，”通讯作者加里摩尔说。
该研究发表在最新一期的美国化学学会 (ACS) 期刊《应用能源材料》上。
尽管太阳能电池板技术取得了进步，但它们的局限性也很明显。研究人员希望以集中形式存储来自太阳的累积能量，以便在需要的时间和地点使用。催化剂 - 用于加快化学反应发生速度的材料 - 是通过称为光电合成的过程收集阳光并将其储存为燃料的关键成分。
然而，正如作者所证明的那样，催化剂的有效性在很大程度上取决于它们在新的绿色技术中的使用方式。目标是最大限度地提高能源效率，并在可能的情况下利用地球上丰富的元素。
根据 CASD 中心研究员、新研究的主要作者 Brian Wadsworth 的说法，一种少即是多的催化剂方法可能会提高光电合成装置的性能：
“有一个传统的观点，即相对较高的催化剂负载量有利于最大限度地提高催化材料的反应速率和相关性能，”Wadsworth 说。“然而，这种设计策略不应该总是在涉及太阳能的捕获和转换的组件中实施，因为相对较厚的催化剂层会通过屏蔽阳光到达下面的吸光材料和/或不利于催化活性的积累而影响性能状态。”
这项新研究为更好地了解太阳能燃料装置的催化性能提供了一个框架，并为进一步的发现指明了方向。
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新能源
2021-06-15
