稀土材料有望提升多路线制氢效率:从铈基热化学分解水到掺杂电极与光催化剂
9月11日AZoM报道的综述研究显示,稀土元素可通过铈基热化学分解水、改性重整催化剂、电解电极、光催化、膜法与生物质转化等多条路线提升制氢效率;铈承担氧储存与氧化还原催化,镧主要作为促进剂与掺杂剂,LaNiO3钙钛矿等材料已展现催化活性,为清洁氢生产提供系统性材料策略。
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9月11日AZoM报道的综述研究显示,稀土元素可通过铈基热化学分解水、改性重整催化剂、电解电极、光催化、膜法与生物质转化等多条路线提升制氢效率;铈承担氧储存与氧化还原催化,镧主要作为促进剂与掺杂剂,LaNiO3钙钛矿等材料已展现催化活性,为清洁氢生产提供系统性材料策略。
德国、韩国合作团队在arXiv发表论文,利用脉冲串激发在微秒至毫秒尺度重新分配相同光子剂量,证明混合卤化物钙钛矿可演化进入不同亚稳态,时间-剂量互易律(Bunsen-Roscoe定律)失效,光子时序成为控制钙钛矿光化学状态的新参数。
积水化学与旗下积水Solar Film(SSF)9月7日宣布,已在海上自卫队冲绳基地队建筑平屋顶启动薄膜钙钛矿太阳能电池实证,设28枚电池与防水材结合,实证期约9个月,重点验证强风、盐害严酷环境下的安装施工方法与耐久发电性能。薄膜钙钛矿轻量柔性,可铺设于承重受限屋面,项目属NEDO补助事业,是钙钛矿商业化落地的关键场景验证。
arXiv 9月2日新论文(2609.02744)通过DFT计算与机器学习结合研究石墨烯衍生物与金属卤化物钙钛矿的相互作用:氧化石墨烯(GOF)与钙钛矿晶格作用更强但引发更大结构畸变、界面极化和局域隙态,而 pristine 石墨烯片(GF)形成基本无扰动的接触且在宽组分范围内保持该特性——两类材料在钙钛矿器件中不可互换,为石墨烯添加剂的选型提供设计准则。
研究人员发表综述框架,探讨用无铅压电钙钛矿(BZT-BCT体系,d33约620 pC/N媲美软性PZT)制造可穿戴动脉脉搏监测电子皮肤,并提出以等变机器学习间原子势结合分层泛函与有限温晶格动力学,跨越无序固溶体构型爆炸、DFT带隙误差与温度效应三道计算壁垒,通往临床可用的无铅脉搏传感器。
第一性原理计算显示,六方钙钛矿CsBX3(B=Mg,Cd;X=Cl,Br,I)在300K下晶格热导率呈强各向异性——面内与面外相差可达数量级,源于光学声子对声子输运的方向选择性散射。强各向异性热导此前多见于层状或准一维范德华晶体,本工作将这一特性拓展至三维钙钛矿体系,为热管理应用提供新材料方向。论文9月1日提交。
Nature Materials发表研究,一种氯代有机阳离子使二维/三维锡碘钙钛矿光伏体系实现稳定结构,为无铅锡基钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性瓶颈提供新化学方案,推动非铅钙钛矿光伏走向可应用性能区间。
研究人员发表长篇综述,提出以软的、强非简谐的极性PbX3框架为核心的统一微观图像,解释铅卤钙钛矿中能带式输运与液态样晶格动力学共存的原因,并指出缺陷容忍、铁电性等七个待解问题。
澳大利亚可再生能源署(ARENA)宣布向20个研发项目提供最高1.056亿澳元(约7050万美元)资助,用于降低大型光伏成本,这是其迄今最大单笔太阳能研发投入,服务2030年30%效率、20澳元/兆瓦时电价目标。
arXiv论文2608.26678(8月27日提交,Xufei Fang等)提出用固溶体策略突破钙钛矿氧化物室温体积塑性的材料限制——此前可室温机械变形的钙钛矿氧化物仅SrTiO3、KNbO3、KTaO3三种。团队通过晶体生长、布氏压痕、体相压缩与透射电镜的闭环验证,证明KTa1-xNbxO3(0
印度研究团队合成部分氟化的无铅螺旋二维卤化物钙钛矿(3-氟苄胺)2CuCl4,该材料在室温以上发生相变,将热光电子学与铁电特性桥接于单一材料,可用于构建下一代多功能能量收集器件。
8月26日提交arXiv的综述性论文提出,机械化学球磨有望从经验性制备方法升级为预测性科学:卤化物钙钛矿软晶格与低生成能使其对机械激活天然敏感,是建立'机械力作为合成控制新轴'的理想平台。论文梳理了球磨产物是否真正偏离平衡态、其原子级路径等核心问题,指出原位表征与计算工具已经具备,弥合这一缺口将解锁两大设计能力。
研究人员在CsPbBr3-CsPbCl3卤化钙钛矿异质结构中证实,引入15°和28°扭转角可显著抑制卤素离子互扩散和扩散通道形成,其中28°扭转结构大幅减缓成分均匀化进程,为通过扭转角(twistionics)调控离子输运、提升钙钛矿光电器件稳定性提供了新的设计参数。
研究人员开发多阶段机器学习框架,快速预测电子带隙并筛选氧化物钙钛矿的光伏应用潜力。从超过50万个候选结构出发,方法逐步收窄至38个带隙匹配的组分,等待更高精度计算与实验验证。展示了AI筛选在光伏材料发现中的落地路径。
加州钙钛矿光伏初创Tandem PV获美国能源部ARPA-E SCALEUP Ready计划770万美元资助,用于加速其钙钛矿-硅叠层技术的商业化放大。其组件内测转换效率达29.7%,公司今年早些时候已启用40MW商业试点线,目标是美国本土大规模制造高性能光伏组件。
美国钙钛矿太阳能企业Caelux CEO Scott Graybeal接受PV Tech专访,介绍其嵌入组件玻璃的钙钛矿技术路线——无需改造现有组件产线即可将钙钛矿薄层集成于玻璃之中,实现“不牺牲寿命的性能阶跃”。Caelux同时推进印度扩张计划,并预言2030年代钙钛矿将成为组件标配。