分會(huì)

第六十一分會(huì)：能源化學(xué)

摘要

為解決能源短缺問(wèn)題，可再生能源的開(kāi)發(fā)利用、高效的能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)技術(shù)越來(lái)越受重視。太陽(yáng)能作為一種可再生的清潔能源，得到廣泛研究和應(yīng)用，其中以光伏發(fā)電為主的太陽(yáng)能電池備受關(guān)注。太陽(yáng)能光伏發(fā)電對(duì)于環(huán)境保護(hù)和能量存儲(chǔ)具有重要意義，尤其在將低能量密度的材料高效地轉(zhuǎn)化為高能量密度的材料方面。過(guò)氧化氫（H2O2）是一種清潔綠色的可儲(chǔ)存能量的化學(xué)物質(zhì)，通過(guò)H2O2儲(chǔ)存化學(xué)能的光電化學(xué)電池中已有氮化碳（g-C3N4）光催化劑作為電極材料的先例。原始g-C3N4的光催化效果不佳，因此需要對(duì)其進(jìn)行改性。 本項(xiàng)工作中制備了抗壞血酸改性的具有氧原子和氰基結(jié)構(gòu)缺陷的多孔石墨相氮化碳（COCN），相比于原始g-C3N4，其帶隙寬度更窄，可見(jiàn)光吸收能力更強(qiáng)，電荷載流子的復(fù)合率更低。進(jìn)而以COCN為電極材料構(gòu)建了一個(gè)H2O2燃料電池。COCN電池在模擬太陽(yáng)光下的最大功率密度為0.298 mW·cm?2，光電轉(zhuǎn)換效率（SECE）為0.248 %，分別比g-C3N4電池提高了5.0倍和5.9倍。COCN收集光子在陽(yáng)極表面生成光生電子（e?）和空穴（h+），并通過(guò)雙電子水氧化生成H2O2，同時(shí)，O2在陰極通過(guò)電化學(xué)催化被g-C3N4還原成H2O2，且電池工作過(guò)程中可以儲(chǔ)存H2O2（化學(xué)能）。光照3小時(shí)后，可直接作為燃料電池在黑暗中使用，比電容為5899 mF·cm-2。而工作6小時(shí)后，比電容保持率仍高達(dá)76.9%。

關(guān)鍵詞

石墨相氮化碳;結(jié)構(gòu)缺陷;光催化;過(guò)氧化氫生產(chǎn);燃料電池

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