第一情报 ---材料工业

太阳能转化光催化材料研究态势

供稿人:温一村  供稿时间:2019-5-31   关键字:光催化材料  太阳能转化  论文分析  专利分析  

光催化材料能够通过水分解将太阳能转化为氢能,得到氢气和氧气。氢气具有高热值、清洁,且可以用作多种化学工业的原料,因而该方法在解决能源问题方面有着重要的应用前景。然而,相比于极大的研究投入,当下真正的光催化产品却寥寥无几。目前光催化领域多数的科研产出仍旧停留在单一论文层面。载流子复合率过高是阻碍光催化效率进一步提升的最大问题,也是目前研究的最大热点。

根据高被引文献分析,在与太阳能转化领域中的光催化材料相关的诸多研究方向中,近期受到关注度较高的包括:传统光催化剂的改进与新型光催化剂的研发、光催化机理研究、新的光催化反应以及光催化反应器等。具体来看,通过调整催化剂组成和表面改性等措施,双光子系统(Z-Scheme)和异质结两种催化剂体系都展现出了可喜的研究前景。此外,如何替代现有催化剂体系中的贵金属也是研究的热点之一。

从各年度国际专利申请和公开的数量来看,光催化材料在太阳能转化领域中的应用自本世纪初逐渐发展起来,2006年后逐渐成为热点,进入快速上升期,目前正处于技术成长期。从专利申请和公开的区域分布看,欧洲、中国和日本是光催化材料在太阳能转化领域中应用技术的市场潜力最被看好的地区。此外,美国、韩国、印度、澳大利亚、加拿大等也是光催化材料在太阳能转化领域中应用技术的发展热点地区。

在该研究方向,近年来较为突出的高被引论文成果由国内外科学家共同参与,相关机构包括日本东京大学、日本人工光合作用化学过程技术研究协会(ARPChem)、上海第二工业大学、山东科技大学、美国田纳西大学、厦门大学、新加坡材料工程研究所、武汉大学、中科院物理所、北京科技大学、美国加州理工学院、日本国立材料研究所、美国劳伦斯伯克利国家实验室、日本东京工业大学、东华大学等。


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