亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Photocatalytic solar hydrogen production from water on a 100-m2 scale

制氢 电解水 光催化 工艺工程 能量载体 分解水 光催化分解水 材料科学 太阳能 废物管理 环境科学 电解 化学 催化作用 工程类 电气工程 物理化学 有机化学 电解质 生物化学 电极
作者
Hiroshi Nishiyama,Taro Yamada,Mamiko Nakabayashi,Yoshiki Maehara,Masaharu Yamaguchi,Yasuko Kuromiya,Yoshie Nagatsuma,Hiromasa Tokudome,Seiji Akiyama,Tomoaki Watanabe,Ryoichi Narushima,Sayuri Okunaka,Naoya Shibata,Tsuyoshi Takata,Takashi Hisatomi,Kazunari Domen
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:598 (7880): 304-307 被引量:1660
标识
DOI:10.1038/s41586-021-03907-3
摘要

The unprecedented impact of human activity on Earth's climate and the ongoing increase in global energy demand have made the development of carbon-neutral energy sources ever more important. Hydrogen is an attractive and versatile energy carrier (and important and widely used chemical) obtainable from water through photocatalysis using sunlight, and through electrolysis driven by solar or wind energy1,2. The most efficient solar hydrogen production schemes, which couple solar cells to electrolysis systems, reach solar-to-hydrogen (STH) energy conversion efficiencies of 30% at a laboratory scale3. Photocatalytic water splitting reaches notably lower conversion efficiencies of only around 1%, but the system design is much simpler and cheaper and more amenable to scale-up1,2-provided the moist, stoichiometric hydrogen and oxygen product mixture can be handled safely in a field environment and the hydrogen recovered. Extending our earlier demonstration of a 1-m2 panel reactor system based on a modified, aluminium-doped strontium titanate particulate photocatalyst4, we here report safe operation of a 100-m2 array of panel reactors over several months with autonomous recovery of hydrogen from the moist gas product mixture using a commercial polyimide membrane5. The system, optimized for safety and durability, and remaining undamaged on intentional ignition of recovered hydrogen, reaches a maximum STH of 0.76%. While the hydrogen production is inefficient and energy negative overall, our findings demonstrate that safe, large-scale photocatalytic water splitting, and gas collection and separation are possible. To make the technology economically viable and practically useful, essential next steps are reactor and process optimization to substantially reduce costs and improve STH efficiency, photocatalyst stability and gas separation efficiency.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
朴素的语兰完成签到,获得积分10
38秒前
EDTA完成签到,获得积分10
44秒前
笨笨听双完成签到,获得积分10
54秒前
真实的荣轩完成签到,获得积分10
1分钟前
顾矜应助杰尼龟006采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
杰尼龟006发布了新的文献求助10
1分钟前
月儿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
闪闪的水彤完成签到,获得积分10
2分钟前
负责的如萱完成签到,获得积分10
2分钟前
诸沧海发布了新的文献求助10
2分钟前
silence完成签到,获得积分10
2分钟前
OK应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
羞涩的烨华完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
落后安青完成签到,获得积分10
3分钟前
儒雅的月光完成签到,获得积分10
4分钟前
老石完成签到 ,获得积分10
4分钟前
陶醉之柔完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
Imran完成签到,获得积分10
5分钟前
害羞孤风完成签到 ,获得积分10
5分钟前
听安完成签到,获得积分10
6分钟前
英勇的落雁完成签到,获得积分10
6分钟前
nav完成签到 ,获得积分10
6分钟前
6分钟前
Hayat应助科研通管家采纳,获得30
6分钟前
7分钟前
7分钟前
androabo完成签到,获得积分10
7分钟前
大个应助开心的面条采纳,获得10
7分钟前
7分钟前
文静依萱完成签到,获得积分10
7分钟前
tlh完成签到 ,获得积分10
7分钟前
hanyuvhen发布了新的文献求助10
7分钟前
Ava应助androabo采纳,获得10
7分钟前
hanyuvhen完成签到,获得积分20
8分钟前
8分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512209
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8305658
关于积分的说明 17741276
捐赠科研通 5613753
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923715
邀请新用户注册赠送积分活动 1900916
关于科研通互助平台的介绍 1762652