【材料】全太阳光供能的不间断全解水系统学术资讯

来源：X一MOL资讯

当前，人类对化石能源的过度使用导致能源危机和环境污染等问题日益严重，利用电解水制备绿色能源是解决能源危机的一种有效方法。但由于电解水过程能耗高，如何使用可再生能源（太阳能）、发展高效的电催化剂、构筑能源存贮与转化的集成系统至关重要，也是近年来电解水方面在基础研究和工业应用领域的重点课题之一。

为了解决上述难题，南京大学现代工程与应用学院的姚亚刚教授团队与新加坡南洋理工大学的魏磊教授团队合作，发展与设计了一种全太阳光供能的不间断全解水系统。该系统通过巧妙的集成太阳能电池、镍锌电池（1.75 V）和高效三维自支撑锌镍钴磷纳米线阵列电催化剂，最终实现了24小时不间断的高效全水解。其中太阳能电池为镍锌电池充电实现能量存贮，并提供稳定的输出电压用于白天电催化；更重要的是具备超高容量的镍锌电池，其可以为夜间自驱动的全水解提供稳定输出电压。因此，该研究为构筑太阳能驱动的多功能系统提供有效策略，对能源的有效存贮与转化、发展可持续绿色能源的管理具有重要意义。

图1. 利用太阳能驱动不间断全水解构筑能源存贮与转化集成系统的示意图

图2. 太阳能充电的高容量镍锌水系可充电电池

图3. 三维自支撑锌镍钴磷纳米线阵列电催化剂

图4. 全太阳能供能的不间断全解水系统

这一研究成果近期发表在Advanced Functional Materials 上，论文的第一作者为南洋理工大学的博士后张其冲、中国科学技术大学的博士生贺冰和清华-伯克利深圳学院的博士生唐磊，论文的通讯作者为南洋理工大学的魏磊教授和南京大学的姚亚刚教授。该研究得到国家自然科学基金委和新加坡教育部等部门的支持。

该论文作者为：Qichong Zhang, Bing He, Lei Tang, Zhenyu Zhou, Lixing Kang, Juan Sun, Ting Zhang, Qiulong Li, Chaowei Li, Jingxin Zhao, Zengxing Zhang, Lei Wei and Yagang Yao

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