中國粉體網(wǎng)訊 近日，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心劉崗研究員團隊與國內(nèi)外多個研究團隊合作,，研制出將半導(dǎo)體顆粒嵌入液態(tài)金屬實現(xiàn)規(guī)�,；赡さ男录夹g(shù)，并構(gòu)建出形神兼?zhèn)涞男滦汀叭斯淙~”,，其具有類似樹葉的功能，可實現(xiàn)太陽能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,。相關(guān)研究成果以“液態(tài)金屬鑲嵌的人工光合成膜”為題發(fā)表于國際權(quán)威雜志《自然-通訊》上,。
▲基于低溫液態(tài)金屬鑲嵌半導(dǎo)體顆粒制備嵌入式半導(dǎo)體光活性薄膜
太陽能光催化分解水制備綠氫技術(shù)屬于前沿和顛覆性低碳技術(shù)，其走向應(yīng)用的關(guān)鍵是構(gòu)建高效,、穩(wěn)定且低成本的太陽能驅(qū)動半導(dǎo)體光催化材料薄膜（即人工光合成膜,，亦稱為“人工樹葉”）。目前常用的薄膜制備技術(shù)因制備環(huán)境苛刻或成膜質(zhì)量差，難以滿足太陽能光催化分解水制氫的實際應(yīng)用需求,。
▲金屬鑲嵌半導(dǎo)體顆粒人工光合成膜制備技術(shù)具備普適性好,、易規(guī)模化,、膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高和易回收利用等優(yōu)點
植物葉子中起光合作用的光系統(tǒng)II和I是以鑲嵌形式存在于葉綠體的類囊體膜中,，這一特征是自然光合作用能有效運行的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。受此啟發(fā),，研究人員利用熔融的低溫液態(tài)金屬作為導(dǎo)電集流體和粘結(jié)劑在選定基體上規(guī)�,；赡ぃY(jié)合輥壓技術(shù)進行半導(dǎo)體顆粒的嵌入集成,，實現(xiàn)了半導(dǎo)體顆粒的規(guī)�,；踩搿０雽�(dǎo)體顆粒鑲嵌在液態(tài)金屬導(dǎo)電集流體薄膜中形成了三維立體的強接觸界面,，其結(jié)構(gòu)猶如“鵝卵石路面”,，使其兼具優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和十分突出的光生電荷收集能力。同時嵌入產(chǎn)氧和產(chǎn)氫光催化材料,，可實現(xiàn)“人工樹葉”的規(guī)�,；苽洌诳梢姽庹丈湎�,，其光催化分解水制氫活性是傳統(tǒng)薄膜的2.9倍,，超過上百小時持續(xù)工作無衰減。
此外,，該技術(shù)還具有普適性好和原材料易回收等優(yōu)勢,。在柔性基體上集成的薄膜在大曲率彎折10萬次后仍可保持95%以上的初始活性。利用簡單的熱水超聲處理,，即可將半導(dǎo)體顆粒,、低溫液態(tài)金屬以及基體進行分離回收再利用。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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