分会

第六十一分会：能源化学

摘要

为解决能源短缺问题，可再生能源的开发利用、高效的能源转换与存储技术越来越受重视。太阳能作为一种可再生的清洁能源，得到广泛研究和应用，其中以光伏发电为主的太阳能电池备受关注。太阳能光伏发电对于环境保护和能量存储具有重要意义，尤其在将低能量密度的材料高效地转化为高能量密度的材料方面。过氧化氢（H2O2）是一种清洁绿色的可储存能量的化学物质，通过H2O2储存化学能的光电化学电池中已有氮化碳（g-C3N4）光催化剂作为电极材料的先例。原始g-C3N4的光催化效果不佳，因此需要对其进行改性。 本项工作中制备了抗坏血酸改性的具有氧原子和氰基结构缺陷的多孔石墨相氮化碳（COCN），相比于原始g-C3N4，其带隙宽度更窄，可见光吸收能力更强，电荷载流子的复合率更低。进而以COCN为电极材料构建了一个H2O2燃料电池。COCN电池在模拟太阳光下的最大功率密度为0.298 mW·cm−2，光电转换效率（SECE）为0.248 %，分别比g-C3N4电池提高了5.0倍和5.9倍。COCN收集光子在阳极表面生成光生电子（e−）和空穴（h+），并通过双电子水氧化生成H2O2，同时，O2在阴极通过电化学催化被g-C3N4还原成H2O2，且电池工作过程中可以储存H2O2（化学能）。光照3小时后，可直接作为燃料电池在黑暗中使用，比电容为5899 mF·cm-2。而工作6小时后，比电容保持率仍高达76.9%。

关键词

石墨相氮化碳;结构缺陷;光催化;过氧化氢生产;燃料电池

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李鑫怡 东北石油大学 共1人点赞了这篇线上墙报。