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中国科研新突破!两种廉价材料助力,让太阳能摆脱昼夜限制

2026-01-01来源:快讯编辑:瑞雪

在能源革命的浪潮中,一项突破性技术正为太阳能利用开辟全新路径。科研团队通过创新材料组合,成功将阳光转化为可储存的"蓝色燃料",实现了清洁能源的跨时段调配。这项成果直击太阳能间歇性痛点,为构建稳定能源体系提供了关键技术支撑。

传统太阳能利用面临两大核心挑战:昼夜交替导致的供电中断,以及地理分布不均引发的输电损耗。现有锂电池储能方案因成本高昂、寿命有限难以大规模推广,而光催化制氢技术则受制于"即产即用"的特性,无法实现能量跨时段存储。科研团队独辟蹊径,将太阳能转化过程拆分为"捕获-存储-释放"三个独立环节,通过材料创新构建起新型能量转化体系。

该技术的核心在于两种商业化材料的协同作用。石墨相氮化碳作为光捕获剂,其黄色粉末形态下展现出优异的半导体特性,可高效吸收可见光并转化为高能电子。与之配合的偏钨酸铵纳米团簇则充当"能量仓库",其独特的微观结构能够快速捕获并稳定存储电子。当两种材料在甲醇水溶液中经蓝光照射后,溶液会逐渐由淡黄转变为深蓝,直观呈现能量转化过程。

实验数据显示,该系统在黑暗环境中通过添加铂碳催化剂,可实现每小时每克954微摩尔的稳定产氢速率。这种"光充电-暗放电"的模式突破了传统技术对持续光照的依赖,在户外真实光照条件下仍能保持高效转化。研究团队特别指出,通过材料结构优化,成功解决了光生电子易复合的行业难题,使能量存储效率得到质的提升。

尽管当前技术仍需甲醇作为辅助介质,且储能时长局限于数小时级别,但其在材料选择上展现出的经济性优势令人瞩目。石墨相氮化碳与偏钨酸铵均为已实现工业化生产的廉价材料,这为后续技术放大提供了成本保障。科研人员正在攻关纯水分解技术,并探索延长电子存储寿命的方法,以期实现跨季节储能的工业级应用。

这项突破性成果标志着人类在太阳能利用领域迈出关键一步。通过化学能形式的能量存储,不仅解决了清洁能源的时空错配问题,更为偏远地区离网供电、氢能产业链优化等场景提供了创新解决方案。随着材料科学与催化技术的持续进步,阳光"瓶装化"的愿景正逐步走向现实。

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