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近期(qi)，河北(bei)大學物理學院(yuan)低維能量轉換(huan)材料與器件研(yan)究團隊李亞(ya)光(guang)博(bo)士(shi)、王淑(shu)芳教授與天津理工大學羅(luo)俊研(yan)究員研(yan)究團隊合(he)作(zuo)(zuo)，提(ti)出(chu)異質(zhi)結構提(ti)高光(guang)熱(re)材料輻照溫度的普(pu)適策略，并(bing)據此(ci)構建(jian)新(xin)型(xing)光(guang)熱(re)系(xi)統實現了規模(mo)化(hua)室外太(tai)陽光(guang)驅(qu)動(dong)甲(jia)醇重整制氫，相關工作(zuo)(zuo)“General heterostructure strategy of photothermal materials for scalable solar-heating hydrogen production without the consumption of artificial energy”以河北(bei)大學為第一(yi)單位發(fa)表在《自(zi)然·通訊》(Nature Communications,2022,13,776)。李亞(ya)光(guang)博(bo)士(shi)為論(lun)文(wen)第一(yi)兼(jian)通訊作(zuo)(zuo)者，王淑(shu)芳教授和羅(luo)俊研(yan)究員為共同通訊作(zuo)(zuo)者。

太陽(yang)(yang)光熱催化(hua)能夠不依(yi)賴人工(gong)能源(yuan)運行，但光熱材料(liao)受制于室外太陽(yang)(yang)光輻照溫(wen)度過低(di)的(de)限制，使得(de)自然光熱催化(hua)難以實現。在該(gai)項工(gong)作中，李(li)亞(ya)光等人提出了利用黑色光熱材料(liao)（如Bi2Te3）和紅(hong)外反射材料(liao)（Cu）構成(cheng)異質結構來提升光熱材料(liao)光熱溫(wen)度。

結果表明：Bi2Te3/Cu異質結構(gou)能夠實現89%的太陽光譜(pu)吸(xi)收和5%的紅外(wai)耗(hao)散，使得標準太陽光輻照下的Bi2Te3的溫度從93°C提高到(dao)317°C。且該(gai)策略通(tong)用于各種光熱材(cai)料（如Ti2O3、Cu2Se和Cu2S等）。

此外，以Bi2Te3/Cu為基礎的新型光熱系統在標準太陽光輻照下能(neng)夠將CuZnAl二(er)維(wei)催(cui)化(hua)劑加熱至305°C，使得驅動甲醇重整制氫速率達(da)到310 mmol g-1h-1，太陽能(neng)到氫能(neng)的轉化(hua)效率達(da)到30.1%。

同時，該課題組還制(zhi)(zhi)備了(le)6 m2的規模化(hua)光熱甲醇重整制(zhi)(zhi)氫系統，在春季的室外太陽光輻照(zhao)下(xia)單(dan)天產氫量為23.27 m3，顯示出(chu)能夠(gou)直接工業化(hua)應(ying)用的潛力。

《Nature Communications》為Nature系(xi)列的(de)國際(ji)權威期刊，主要報(bao)道生物、健(jian)康、物理學(xue)(xue)(xue)(xue)、化學(xue)(xue)(xue)(xue)和地球科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)等自(zi)然科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)領域的(de)重(zhong)要研究進展。以上工作得(de)到河(he)北(bei)(bei)省自(zi)然科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)基(ji)金(jin)委、河(he)北(bei)(bei)省科(ke)技廳、河(he)北(bei)(bei)省教育(yu)廳、國家自(zi)然科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)基(ji)金(jin)委和河(he)北(bei)(bei)大學(xue)(xue)(xue)(xue)物理學(xue)(xue)(xue)(xue)院公共測試中心的(de)大力支持。

文獻鏈接：//doi.org/10.1038/s41467-022-28364-y