钴如何促进氢的吸收

时间：2022-04-10 14:16:55 来源：

东京工业大学的一个研究小组创造了第一个可见光光阳极，该阳极由二氧化钛或用钴增强的TiO2制成。阳极是实现可负担的水分解以生产氢的一种关键元素，氢是化石燃料的清洁替代品。

研究人员在《 ACS Applied Materials＆Interfaces》杂志上发表的一篇论文中解释说，光电化学水分解是利用光能将水分子分解为氢和氧的过程，这是一种获得纯氢用作替代性清洁燃料的有前途的方法。

该过程在电化学电池中进行，该电化学电池包含浸没在水中的阳极和阴极，它们通过外部电路连接。在阳极处发生水氧化，从而通过从光波中吸收能量来产生O2。这些波将能量转移到阳极材料的电子上，从而使它们穿过外部电路到达阴极。在此，接收的电子和阴极材料导致H2形成。

据该团队称，迄今为止，很难找到能有效进行该过程的光电化学系统。原因之一是作为众所周知且广泛使用的光阳极材料二氧化钛只能吸收高能光中的能量。

有时，TiO2与金和银混合以使其对可见光敏感，但结果，该应用变得昂贵。

但是，通过用钴增强TiO2，可以创建可见光光电阳极。

为此，通过标准程序将TiO2薄膜生长在基材上，然后将其浸入硝酸钴水溶液中以引入钴。

该方法之所以有效，是因为钴域不仅捕获可见光并在TiO2界面上转移电荷或电子，而且还充当促进水氧化的催化位。

此外，研究人员发现，基本的TiO2薄膜的结构可能影响最终修饰的光电阳极的性能，大概是通过容纳钴原子来实现的。可以通过调整制造参数轻松地调整TiO2膜的结构，这使团队可以进行多次测试来深入了解这种现象。

该研究的资深作者前田一彦说：“这项研究表明，可以通过使用富含地球的金属来构建可见光驱动的用于水氧化的光电化学电池，而无需复杂的制备程序。” 。

通过Mining.com

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