如何看待ampampquotNature光解水催化剂效率接近100!ampampquot
马斯克是疯狂的"硅谷钢铁侠",多年来,他一直希望殖民火星,他曾说过要是在火星上扔一万个核弹,就可以把火星两极的极冠里的二氧化碳释放出来,火星就会变得和地球一样温暖,而且其中的水冰还可以解决移民的用水问题,也能解决能源和氧气问题,直接就地取材,不必从地球运输。
埃隆·马斯克
前段时间,来自东京大学、信州大学的科研人员发现了一种新的催化剂,解决了马斯克移民火星计划的能源和氧气问题,该团队研究出的这种催化剂光分解水的效率(EQE)高达96%,还登上了最新一期的Nature。
96%的效率意味着什么?
研究表明,如果太阳光催化分解水的效率达到10%,就能具备经济上的竞争力。但是,光催化半导体的转换效率通常远低于10%。这是因为光催化过程非常复杂,并且要求半导体颗粒具有多种特性的组合。
要实现高效率的光解水,催化剂需要做到以下几步:
1.吸收光;
2.产生并分离电子-空穴对;
3.使空穴和电子传播到催化剂与水的交界面;
4.从水中催化产生氢和氧。
以上每个步骤中可能发生的副反应都有可能降低整体的转换效率。
水分子里有两个氢氧键,光分解就是用光子切断这两个化学键。如果效率达到100%,那么只要两个光子就能切断两个氢氧键,产生一个氢分子(H2)。这就表明被水吸收的光子几乎没有浪费,全部被用来分解水分子了。就是这种神奇的材料,被这个研究团队研究出来了
大家看了以后可能会欣喜若狂,接近100%的转化率,这对人类来说意味着什么?什么可控核聚变?什么高温超导?通通不需要了!其实,原文说的是"量子效率",这和我们理解的"效率"或者"转化率"可是两回事啊。量子效率指的是入射光子转换电子的比率,也就是入射的一个光子能够转化成几个电子。一般的太阳能电池有内部量子效率(IQE)和外部量子效率(EQE)之分,区别在于后者是电子除以所有入射光子,而前者是电子除以吸收的光子。
这篇Nature论文上写的是:在350至360nm之间的波长下,总水分解的外部量子效率高达96%,这相当于内部量子效率几乎为1。大家明确了上面的基础概念,就应该能理解这篇论文的关键点了。350至360nm是紫外线波段,太阳光最主要还是集中在可见光波段。有的人可能会说地球上的太阳光主要集中在可见光波段是因为臭氧层的存在,火星上没有臭氧层完全可以使用啊,有这种疑问的读者可以去了解一下黑体辐射维恩位移定律。虽然目前它的应用价值还未被完全开发,意义也不是很大,但是从科研的角度来说,有了一个突破,然后就是找机理,然后复制、扩展,要相信人类的智慧嘛。而且日本科学家发现的催化剂达到实用尚需时间,但移民火星还要几十年时间,马斯克也说要努力活得更久,好去火星生活。
火星
这几十年里,科技会发展成什么样,谁又能说的准呢?要是在可见光波段实现这个效率而且可以实现大规模量产,那这不就是新一轮的能源革命吗?
NatureNanotechnology肽的表面填充水凝胶(SFH)在具有复杂拓扑结构的器官和组织表面上以片状方式生长的肿瘤代表了一种难以治疗的临床情况。由于病变组织的复杂解剖结构,它们的完整手术切除是困难的。残留的癌症通常对全身治疗反应不佳,局部
超百人齐聚!三雄极光现场宣布最新重点项目6月30日,三雄极光照明医疗照明论坛暨沈阳照明设计师协会启动大会在沈阳君悦酒店三楼大宴会厅成功举办。辽宁省装饰协会会长刘兴贵辽宁省城市照明协会会长孙玉祥沈阳市房地产业协会会长陈全沈
冯小刚痛批某男明星,带八个助理耍大牌,还要求助理跪着伺候冯小刚人称小钢炮,他是娱乐圈里比较敢说敢做的大导演。已经年近60的他,并没有被岁月磨平自己的棱角,所以在别人左右逢源的时候,冯小刚却始终坚持自己的个性和风格,针砭时弊,看什么不顺眼
大空间捷途是行家全新一代捷途X90正式被称为影院级大SUV的全新一代捷途X90,9月16日北京古北水镇正式上市,新车共推出6款车型,官方指导价格8。99万元13。59万元,车型动力结构包括1。5T6MT及1。5T6DC
全系车型整车终身质保奇瑞捷底气何来?近日,奇瑞捷途宣布正式推出全系车型整车终身质保,成为中国品牌中领先为用户提供全系车型整车终身质保的车企,再次彰显了以用户为中心的理念,具体福利如下2021年3月1日12月31日,购
捷途X70PLUS,整体更加运动豪华捷途X70PLUS换装了最新的家族式设计语言,整体看起来更加运动豪华。外观上捷途X70PLUS采用了大量的捷途X的设计元素,前脸进气格栅的尺寸更大,内部辅以横向亮银色镀铬装饰条,两
全系车型整车终身质保奇瑞捷底气何来?近日,奇瑞捷途宣布正式推出全系车型整车终身质保,成为中国品牌中领先为用户提供全系车型整车终身质保的车企,再次彰显了以用户为中心的理念,具体福利如下2021年3月1日12月31日,购
告别等风来全新捷途X90给你绿色空间大家早有共识健康等于1,只有拥有健康,才可以去努力奋斗,追求与享受幸福生活,健康之外其他都是锦上添花的那个0。所以人们在衣食住行各方面,对于健康环保都有不懈的追求和更高的要求。汽车
三年累销近40万捷途汽车不负黑马之名日前,捷途汽车7月销量公布,刚刚宣布品牌独立的捷途汽车可谓交出了一份亮眼的成绩单。7月捷途汽车店端销量达15745台,环比增长39。02,实现了连续7个月月销破万,保持高增长态势。
新车亮相并全球征名新车亮相新车亮相并全球征名,捷途汽车开启全新旅行?共创平台7月8日,新捷途新旅途捷途汽车品牌之夜发布会在北京荣耀揭幕,发布会现场亮相的一款新车备受关注。新车曝光,造型动感科技新车型代号捷途
家用SUV推荐捷途X70诸葛版打造健康座舱如今,人们越来越注重家装是否对人体健康有害,是否环保。然而,却对汽车座舱内的空气质量和健康用料关注甚少。作为日常出行的伙伴,汽车在生活中扮演的角色越来越重。通勤代步自驾旅行,甚至午