氫能可用于家庭用電、交通運(yùn)輸、發(fā)電甚至是衛(wèi)星發(fā)射燃料等，具有燃燒熱值高、可持續(xù)利用等優(yōu)點(diǎn)。目前，氫能的優(yōu)勢(shì)已獲普遍認(rèn)同，但是在制氫儲(chǔ)能技術(shù)上還有待完善。

 

中科大羅毅、江俊教授等合作，設(shè)計(jì)出首個(gè)光解水制氫儲(chǔ)氫一體化的材料體系，這項(xiàng)成果最近發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

 

光解水制氫是利用太陽(yáng)光把水分解為氫氣和氧氣。氫氣是一種清潔能源，燃燒后生成水，達(dá)到環(huán)保可再生可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，光解水制氫技術(shù)的發(fā)展停滯不前，主要原因是光解水制氫過(guò)程中逆反應(yīng)嚴(yán)重，氫氣難以分離和收集、難以安全存儲(chǔ)、存儲(chǔ)成本高等。

 

為了解決這一難題，江俊等設(shè)計(jì)一種三明治結(jié)構(gòu)，將碳氮材料夾在兩層石墨烯中，由于氫氣不能穿透石墨烯材料，光解水產(chǎn)生的氫氣分子被安全地保留在三明治復(fù)合體系內(nèi)。同時(shí)，氧原子、氧氣、羥基等物質(zhì)也無(wú)法進(jìn)入復(fù)合體系，從而抑制了氧與氫重新變?yōu)樗哪娣磻?yīng)發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了高儲(chǔ)氫率下的安全儲(chǔ)氫。

 

江俊介紹說(shuō)，這一復(fù)合材料體系以較低的成本，巧妙地解決了當(dāng)前光解水制氫過(guò)程中的難題，實(shí)現(xiàn)了氫氣的有效提純。