日前，天津大學(xué)楊全紅、凌國(guó)維、張辰聯(lián)合團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)全新能源轉(zhuǎn)化材料，這種新材料能夠“捕捉”深海中稀薄的氧分子并轉(zhuǎn)化成為電能，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期運(yùn)行，成為一種節(jié)能、穩(wěn)定的“海水電池”。該研究成果已被最新一期國(guó)際能源領(lǐng)域權(quán)威期刊《先進(jìn)能源材料》選為封面文章。
據(jù)介紹，深海被譽(yù)為“地球最寧?kù)o而神秘的地方”，那里生存著古老的原核生物，蘊(yùn)藏著豐富的自然資源，對(duì)人類(lèi)未來(lái)意義非凡。深海探測(cè)離不開(kāi)穩(wěn)定的電力供應(yīng)。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家一直希望制造出直接利用海水作為電解質(zhì)和能量來(lái)源的“海水電池”。然而，海水電池氧還原反應(yīng)所必須的氧分子在深海環(huán)境中含量稀少，一種能夠在深海貧氧環(huán)境下高效富集氧分子的新型材料是為人類(lèi)探索深海提供能源保障的關(guān)鍵。
天津大學(xué)海洋學(xué)院、化工學(xué)院聯(lián)合團(tuán)隊(duì)提出了“面向深海貧氧環(huán)境海水電池高效親氧催化劑”的設(shè)計(jì)策略，他們通過(guò)微波合成法制備出一種新型單原子催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這種新材料能夠在貧氧環(huán)境下進(jìn)行高效氧還原催化，從而產(chǎn)生電能。用這種新材料制造的海水電池能夠在水下超千米的深海環(huán)境中穩(wěn)定供電。
“下一步，我們將在深海極端環(huán)境下測(cè)試這種新材料。”據(jù)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)張辰博士介紹，該成果現(xiàn)已同時(shí)申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利和國(guó)際專(zhuān)利，“我們期待這項(xiàng)研究能夠展現(xiàn)出未來(lái)能源器件的變革性應(yīng)用場(chǎng)景，為深海能源供應(yīng)和極端環(huán)境能源保障等國(guó)家重大需求提供支撐，助力海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)。”(記者陳曦 通訊員焦德芳)
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