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光伏发电技术
★ 5.0
坚固且可调的氧化物纳米卷用于太阳能驱动的氢气生成与存储
Robust and tunable oxide nanoscrolls for solar-driven H2 generation and storage
| 作者 | Adway Gupta · Nano Energy |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 126 卷 第 21 期 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 氢气 光催化材料 氧化物纳米卷 太阳能光催化 氢气生产与储存 |
语言:
中文摘要
氢气因其高能量输出和环境友好的副产物,被视为化石燃料的理想替代品。已有研究探索了多种光催化材料形貌以实现高效产氢,例如具有高比表面积的准一维纳米卷结构。近期我们预测了直接从二硫属化合物前驱体逐层形成稳定氧化物纳米卷的可能性,避免了二维氧化物合成及卷曲工艺的高成本。本研究通过激发态理论结合Bethe–Salpeter方程模拟,系统评估了MoO3、WO3、PdO2、HfO2和GeO2等氧化物纳米卷在太阳能驱动光催化产氢与存储中的适用性,揭示其电子与光学性质随层间卷曲间距的调控呈现优异的光催化潜力。
English Abstract
Hydrogen gas is a promising alternative to fossil fuels due to its high energy output and environmentally safe byproducts. Various morphologies of photocatalytic materials have been explored for high-efficiency H2 production, for instance, quasi-1D nanoscroll structures that provide a larger surface-to-volume ratio. Recently, we predicted layer-by-layer formation of stable oxide nanoscrolls directly from dichalcogenide precursors, eliminating the need for costly formation of two-dimensional oxides for a roll-up synthesis of nanoscrolls. In this study, we evaluate the suitability of those oxide nanoscroll materials—MoO3, WO3, PdO2, HfO2, and GeO2—for solar-driven photocatalytic H2 production and storage. Using excited state theory coupled with Bethe–Salpeter equation simulations, we discern their electronic and optical properties as a function of interlayer scroll spacing and find them to be highly conducive for solar-driven photocatalysis. Additionally, using _ab initio_ molecular dyna
S
SunView 深度解读
该氧化物纳米卷光催化制氢技术为阳光电源光伏-氢能一体化系统提供了材料创新路径。研究中MoO3/WO3纳米卷的可调光学带隙特性,可启发SG系列光伏逆变器配套的电解制氢系统优化,通过层间距调控实现与光伏输出光谱的精准匹配,提升光电-化学转换效率。纳米卷的氢存储功能与PowerTitan储能系统形成互补,可开发光伏-制氢-储氢-燃料电池的全链条能源解决方案。其低成本制备工艺(避免二维材料复杂卷曲)符合阳光电源大规模工业化应用需求,为iSolarCloud平台拓展氢能管理模块提供技术支撑,推动公司在绿氢领域的战略布局。