分會

第六十一分會：能源化學

摘要

為解決能源短缺問題，可再生能源的開發(fā)利用、高效的能源轉(zhuǎn)換與存儲技術越來越受重視。太陽能作為一種可再生的清潔能源，得到廣泛研究和應用，其中以光伏發(fā)電為主的太陽能電池備受關注。太陽能光伏發(fā)電對于環(huán)境保護和能量存儲具有重要意義，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。過氧化氫（H2O2）是一種清潔綠色的可儲存能量的化學物質(zhì)，通過H2O2儲存化學能的光電化學電池中已有氮化碳（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，因此需要對其進行改性。 本項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，可見光吸收能力更強，電荷載流子的復合率更低。進而以COCN為電極材料構(gòu)建了一個H2O2燃料電池。COCN電池在模擬太陽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收集光子在陽極表面生成光生電子（e?）和空穴（h+），并通過雙電子水氧化生成H2O2，同時，O2在陰極通過電化學催化被g-C3N4還原成H2O2，且電池工作過程中可以儲存H2O2（化學能）。光照3小時后，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小時后，比電容保持率仍高達76.9%。

關鍵詞

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

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李鑫怡 東北石油大學 共1人點贊了這篇線上墻報。