近期,，物理學(xué)院低維能量轉(zhuǎn)換材料與器件研究團(tuán)隊李亞光博士、王淑芳教授與天津理工大學(xué)羅俊研究員研究團(tuán)隊合作,，提出異質(zhì)結(jié)構(gòu)提高光熱材料輻照溫度的普適策略,，并據(jù)此構(gòu)建新型光熱系統(tǒng)實現(xiàn)了規(guī)?；彝馓柟怛?qū)動甲醇重整制氫，相關(guān)工作“General heterostructure strategy of photothermal materials for scalable solar-heating hydrogen production without the consumption of artificial energy”以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表在《自然·通訊》(Nature Communications,2022, 13, 776),。李亞光博士為論文第一兼通訊作者,，王淑芳教授和羅俊研究員為共同通訊作者。

太陽光熱催化能夠不依賴人工能源運(yùn)行,，但光熱材料受制于室外太陽光輻照溫度過低的限制,，使得自然光熱催化難以實現(xiàn)。在該項工作中,，李亞光等人提出了利用黑色光熱材料（如Bi₂Te₃）和紅外反射材料（Cu）構(gòu)成異質(zhì)結(jié)構(gòu)來提升光熱材料光熱溫度,。結(jié)果表明：Bi₂Te₃/Cu異質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)89%的太陽光譜吸收和5%的紅外耗散，使得標(biāo)準(zhǔn)太陽光輻照下的Bi₂Te₃的溫度從93 °C提高到317 °C,。且該策略通用于各種光熱材料（如Ti₂O₃,、Cu₂Se和Cu₂S等）。此外,，以Bi₂Te₃/Cu為基礎(chǔ)的新型光熱系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)太陽光輻照下能夠?qū)uZnAl二維催化劑加熱至305 °C,，使得驅(qū)動甲醇重整制氫速率達(dá)到310 mmol g^-1h^-1，太陽能到氫能的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到30.1%,。同時,，該課題組還制備了6 m²的規(guī)模化光熱甲醇重整制氫系統(tǒng),，在春季的室外太陽光輻照下單天產(chǎn)氫量為23.27 m³,，顯示出能夠直接工業(yè)化應(yīng)用的潛力。

《Nature Communications》為Nature系列的國際權(quán)威期刊,，主要報道生物,、健康、物理學(xué),、化學(xué)和地球科學(xué)等自然科學(xué)領(lǐng)域的重要研究進(jìn)展,。以上工作得到河北省自然科學(xué)基金委、河北省科技廳,、河北省教育廳,、國家自然科學(xué)基金委和河北大學(xué)物理學(xué)院公共測試中心的大力支持。

文獻(xiàn)鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-28364-y

（物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,、科學(xué)技術(shù)處供稿）