中新网北京10月8日电 (记者 孙自发)记者10月8日从中国科学院金属研究所获悉，太阳能与氢能材料研究团队最新研究发现，采用一种名为“晶格工程”的方法，改变“补钙”的生长方式，使光催化材料聚三嗪酰亚胺(PTI)更容易光生内部电荷分离走去。 他们自己的方式，从而提高太阳能水光解制氢的效率。 与本研究结果相关的示意图。中国科学院金属研究所图片 这项研究在光催化分解水制氢领域的重要作用近日发表在国际期刊《Nature Communications》上。该研究为调控聚合物半导体光物理性质提供了有效途径导管光催化材料，推动高分子半导体材料在各种能源转换场景中的应用。 PTI制氢潜力巨大但效率较低 研究小组表示，PTI是一种碳氮聚合物半导体。由于成本低廉、环境友好、能带结构合适，被认为在低成本开发、大规模全分解水制氢方面具有巨大潜力。 然而，目前光催化分解纯水PTI制氢的效率仍然较低，这主要是由于作为聚合物材料的致命弱点：当光令人讨厌时，光生PTI电荷对包括带负电的还原电子和带正电的含氧电子。化学“空穴”很容易被重力“绑”在一起形成“激子”，最终将它们“拥抱”在一起并消失，而不是摆脱重力障碍并成为“自由电荷”，分别前往切口和反应场所，参与反应。 造成这一致命弱点的主要原因是，PTI作为聚合物，具有高度对称的低极性共价键碳氮骨架，难以提供内部“驱动力”，无法推动电子和“空穴”以激子的形式强烈“束缚”在一起，向不同的m mga方向移动。 因此，在这种情况下，即使少量的“激子”能够到达表面，产生氢气的还原反应和产生氧气的氧气反应也会在同一个地方进行，比如在狭小的空间内同时进行洗涤和干燥，很容易相互干扰，造成侧面不必要的反应，从而降低功效。 事实上，光生电子与“空穴”形成束缚态“激子”且难以分离的问题也是许多高分子半导体面临的共同挑战。将光能转换为其他能量形式时的载体材料。 光催化材料具有惊人的“钙”效应 在这项研究中，研究小组改变了PTI材料成核的生长和发展。此前，在制备PTI时，采用氯化锂和氯化钾的混合熔盐，熔盐冷却时消耗的氯化钾晶体被用作成核和PTI生长的基质，得到PTI六角棱柱晶体（PTI. 通过将氯化锂和氯化钙的熔盐混合物转移到氯化钙掺钙（即“补充钙”）PTI六角纳米盘（PTI-Lica）中，与传统的PTI-Lik相比，光生电子与“补充钙”PTI-lica的“激子”之间的结合能从 48.2毫电子伏特到PTI-利康伏特被过度减少到15毫电子伏特，这小于室温下的热激发（25.7毫电子伏）。即在室温气氛的热混沌下，光生电子和激子中的“空穴”自动“断裂”，从而产生自发差异——各种激子产生自由电荷。利用先进的超快光谱技术，研究团队亲眼“看到”了这个解离过程。 此外，自由光生电子和解离后的“空穴”可以向不同方向移动，例如沿着为它们规划的“单向路”分离方法，从而在空间上分隔制氢和制氧的反应位点，有效避免相互干扰和副反应。 研究小组得出结论，得益于“补钙”的影响，光触媒产氢对纯水sA衰变的初步活性提高了3.4倍。 （超过） 人民群众的热情中国“双庆”期间狂欢空前，假日经济展现活力 海南产业经济新观察：一块冲浪板引发新消费热点 一根杆子“长”出智慧之根：综合智慧杆阐释广州数字经济主要领域 2025年国庆票房超18亿，此类大片最受欢迎 为什么要用蚯蚓钓鱼？也不在水里。 水乡教育平潭：歌里忆江南 寒露节气即将到来：为什么要吃芝麻？ 70年前的今天，钱学森回到中国 这辈子，你应该去吴桥看杂技，去问“江口”！ 跟着电影去旅行。 “两个方向”背后的密码是什么？ 寒露节气味觉图发布，带你尝尝秋天的美味 中国年轻人“需要、想要”旅行，带来热情的“旅游”中新网评论：“鸡排哥”走红，考验城市管理和服务水平 政府食堂节日期间火爆：城市如何利用服务“惠客吸粉”？ 杨汉森恩师徐昌锁去世，没等到NBA弟子季前赛首秀 “科普旅游”在中国县域兴起 一生中你应该去看看吉林蛟河 1块月饼=4碗米饭？健康吃月饼的6个注意事项