双碳之光——利用光化学制氢实现“双碳”目标的希望之光

引用本文: 欧阳述昕, 高云翔, 范塬嫄, 王灿, 原弘. 双碳之光——利用光化学制氢实现“双碳”目标的希望之光[J]. 大学化学, 2024, 39(1): 218-228. doi: 10.3866/PKU.DXHX202306054 shu

Citation: Shuxin Ouyang, Yunxiang Gao, Yuanyuan Fan, Can Wang, Hong Yuan. The Light of Dual Carbon: Promising Prospects for Achieving Dual Carbon Goals via Photochemical Hydrogen Production[J]. University Chemistry, 2024, 39(1): 218-228. doi: 10.3866/PKU.DXHX202306054 shu

双碳之光——利用光化学制氢实现“双碳”目标的希望之光

华中师范大学化学学院, 化学国家级实验教学示范中心(华中师范大学), 武汉 430079

通讯作者: 原弘,Email:yuanhong@email.ccnu.edu.cn

基金项目:
湖北省高等学校教学研究项目（2021093）；湖北名师工作室

摘要: 在能源需求不断增加和实现“双碳”目标的双重压力下，发展清洁能源迫在眉睫。氢能以其独特的优势脱颖而出，未来有望以氢循环助力碳循环实现“双碳”目标。本文聚焦于氢循环中的制氢环节，详细介绍光伏电催化和光催化两种分解水制氢方法，并针对不同群体设计了科普方案，使其了解光化学制取绿氢的优势，普及发展氢能的意义。

关键词:

English

The Light of Dual Carbon: Promising Prospects for Achieving Dual Carbon Goals via Photochemical Hydrogen Production

National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education (Central China Normal University), College of Chemistry, Central China Normal University, Wuhan 430079, China

Corresponding author: Hong Yuan, yuanhong@email.ccnu.edu.cn

Received Date: 27 June 2023

Abstract: Under the dual pressure of increasing energy demand and achieving dual carbon goals, developing clean energy is extremely urgent. Hydrogen energy stands out from all kinds of energy carriers with its unique advantages. In the future, hydrogen cycle is expected to facilitate carbon cycle to achieve dual carbon goals. This paper is focused on the hydrogen production in the hydrogen cycle. Two methods of hydrogen generation via photovoltaic electrocatalysis and photocatalysis are introduced in detail. In addition, popular science programs for different groups of people are designed, which will make them learn about the advantages of green hydrogen production via photochemistry and the significance of developing hydrogen energy.

Key words:

1. [1]
  万燕鸣, 熊亚林, 王雪颖. 储能科学与技术, 2022, 11 (10), 3401.
2. [2]
  中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见. [2022-06-02]. http://www.gov.cn/zhengce/2021-10/24/content_5644613.htm
3. [3]
  祁育, 章福祥. 化学学报, 2022, 80 (06), 827.
4. [4]
  Şen, Z. Prog. Energy Combust. Sci. 2004, 30 (4), 367.Şen, Z. Prog. Energy Combust. Sci. 2004, 30 (4), 367.
5. [5]
  国务院印发《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》. [2022-06-02]. http://www.gov.cn/xinwen/2021-02/22/content_5588304.htm
6. [6]
  习近平主持中共中央政治局第三十六次集体学习并发表重要讲话. [2022-06-02]. http://www.gov.cn/xinwen/2022-01/25/content_5670359.htm
7. [7]
  国家发展改革委国家能源局关于印发《“十四五”现代能源体系规划》的通知. [2022-06-02]. http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-03/23/content_5680759.htm
8. [8]
  《氢能产业发展中长期规划(2021–2035年)》. [2022-06-02]. http://zfxxgk.nea.gov.cn/2022-03/23/c_1310525630.htm
9. [9]
  刘敏, 方如康. 现代地理科学词典. 北京: 科学出版社, 2009.
10. [10]
  电解水的概述图. [2022-06-02]. https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E8%A7%A3%E6%B0%B4/2742062
11. [11]
  万洪文, 詹正坤, 原弘, 范楼珍. 物理化学. 第3版. 北京: 高等教育出版社, 2022: 442.
12. [12]
  李建林, 梁忠豪, 李光辉, 宋洁, 徐桂芝. 太阳能学报, 2022, 43 (3), 2.
13. [13]
  马宁. 智能建筑电气技术, 2011, 5 (2), 25.
14. [14]
  Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37.Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37.
15. [15]
  Zou, Z.; Ye, J.; Sayama, K.; Arakawa, H. Nature 2001, 414, 625.Zou, Z.; Ye, J.; Sayama, K.; Arakawa, H. Nature 2001, 414, 625.
16. [16]
  Maeda, K.; Teramura, K.; Lu, D.; Takata, T.; Saito, N.; Inoue, Y.; Domen, K. Nature 2006, 440, 295.Maeda, K.; Teramura, K.; Lu, D.; Takata, T.; Saito, N.; Inoue, Y.; Domen, K. Nature 2006, 440, 295.
17. [17]
  Wang, X.; Maeda, K.; Thomas, A.; Takanabe, K.; Xin, G.; Carlsson, J. M.; Domen, K.; Antonietti, M. Nat. Mater. 2009, 8, 76.Wang, X.; Maeda, K.; Thomas, A.; Takanabe, K.; Xin, G.; Carlsson, J. M.; Domen, K.; Antonietti, M. Nat. Mater. 2009, 8, 76.
18. [18]
  陈健, 姬存民, 卜令兵. 化工进展, 2022, 41 (3), 1479.
19. [19]
  曹军文, 张文强, 李一枫, 赵晨欢, 郑云, 于波. 化学进展, 2021, 33 (12), 2215.
20. [20]
  王景儒. 化学推进剂与高分子材料, 2004, No. 2, 13.
21. [21]
  低碳氢、清洁氢与可再生氢的标准与评价. [2022-06-04]. http://www.ttbz.org.cn/StandardManage/Detail/42014/
22. [22]
  绿氢: 纯正的零碳新能源. [2022-06-04]. https://news.cctv.com/2022/02/28/ARTI5ziolKdiOCmu35qhqOYN220228.shtml

扫一扫看文章

计量

PDF下载量: 4
文章访问数: 406
HTML全文浏览量: 27

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

双碳之光——利用光化学制氢实现“双碳”目标的希望之光

通讯作者: 原弘,Email:yuanhong@email.ccnu.edu.cn

English

The Light of Dual Carbon: Promising Prospects for Achieving Dual Carbon Goals via Photochemical Hydrogen Production

Corresponding author: Hong Yuan, yuanhong@email.ccnu.edu.cn

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南：你的皮肤可能是一片SPMs

CCS Chemistry：工作高效不疲劳，只须让催化剂动起来

CCS Chemistry：静电组装导向聚合- 聚电解质纳米凝胶量化制备新策略

CCS Chemistry：金黄色葡萄球菌醛基脱氢酶是如何识别特异性底物的？

计量

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

中国化学会秘书处

双碳之光——利用光化学制氢实现“双碳”目标的希望之光

通讯作者: 原弘,Email:yuanhong@email.ccnu.edu.cn

English

The Light of Dual Carbon: Promising Prospects for Achieving Dual Carbon Goals via Photochemical Hydrogen Production

Corresponding author: Hong Yuan, yuanhong@email.ccnu.edu.cn

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南： 你的皮肤可能是一片SPMs

CCS Chemistry：工作高效不疲劳，只须让催化剂动起来

CCS Chemistry：静电组装导向聚合- 聚电解质纳米凝胶量化制备新策略

CCS Chemistry：金黄色葡萄球菌醛基脱氢酶是如何识别特异性底物的？

计量

文章相关

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

中国化学会秘书处

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南：你的皮肤可能是一片SPMs