中國儲能網(wǎng)訊:隨著化石資源(煤、石油、天然氣)的日益枯竭和化石資源大量使用引起的環(huán)境污染等問題,發(fā)展可再生能源已經(jīng)迫在眉睫。從長遠(yuǎn)來看,太陽能是唯一能夠在總量上替代化石資源的可再生能源,因此,開發(fā)和利用太陽能關(guān)系到一個國家的能源安全、生態(tài)文明建設(shè)等問題,具有重要的意義。光催化制太陽能燃料,即利用太陽能分解水制氫或轉(zhuǎn)化二氧化碳制備燃料(氫氣,一氧化碳、甲醇、甲烷等),將太陽能以化學(xué)能的形式貯存起來并加以利用,雖然目前是一種前瞻性的科學(xué)技術(shù),但因為轉(zhuǎn)化的太陽能燃料能夠與現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)很好地匹配,因此被認(rèn)為是未來太陽能轉(zhuǎn)化和利用的最佳方式之一。
由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所韓洪憲研究員、李燦院士發(fā)表于《國家科學(xué)評論》的觀點文章“光催化制太陽能燃料”簡要闡述了光催化制太陽能燃料前沿科學(xué)技術(shù)中粉體光催化、光電催化、光伏-電催化耦合的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢,并對該領(lǐng)域的未來進(jìn)行了展望。光催化制太陽能燃料是能量爬坡的多電子轉(zhuǎn)移催化反應(yīng),需要同時滿足寬光譜吸收、有效電荷分離和高效表面催化反應(yīng)的要求,因此非常具有挑戰(zhàn)性,被認(rèn)為是“科學(xué)的圣杯”。本文闡述了結(jié)與助催化劑對實現(xiàn)高效電荷分離、構(gòu)建反應(yīng)活性中心等起的關(guān)鍵作用及其最新研究進(jìn)展。本文指出光電催化和光伏-電催化耦合的研究應(yīng)該引起足夠的重視,因為這些方法不僅有將氧化和還原產(chǎn)物直接通過膜分離的優(yōu)勢,同時太陽能-化學(xué)能轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)接近光伏電池的水平,盡管現(xiàn)有系統(tǒng)的穩(wěn)定性和價格仍然是個問題。光催化制太陽能燃料極有可能是未來太陽能轉(zhuǎn)化利用的顛覆性技術(shù),雖然目前仍處于前瞻性的實驗室研究階段,但相信隨著研究的不斷深入,在不久的將來會有突破性研究進(jìn)展,因此呼吁國家層面上加大研究投入,占領(lǐng)未來可再生能源的制高點。