【中國化工機械設(shè)備網(wǎng) 技術(shù)前沿】通用的新型太陽能電池中，價格昂貴的鉑，也就是白金，常作為電極催化材料被廣泛使用。然而，我國“千人計劃”專家胡培君教授的團隊，基于微觀層面的量子力學，竟“算”出可以用鐵銹替代白金，有望大大降低太陽能應用成本。前天在華東理工大學舉行的化學反應與催化前沿研討會對這項成果反應熱烈。
鐵銹取代鉑金成太陽能電池新催化劑
科學家為了替換貴金屬電極想盡辦法，目前至少有8種替代品進入候選名單，但恐怕極少有人想到鐵銹（三氧化二鐵）可幫大忙。作為愛爾蘭*院士，胡培君*華理科研隊伍獨辟蹊徑，不再采用反復試錯的傳統(tǒng)實驗方法，而是跨學科運用“計算化學”方法，用計算機模擬原子表面反應的機理，篩選出佳電機催化材料。
鐵銹取代鉑金成太陽能電池新催化劑
走進華理計算化學中心，完全沒有化學氣味，就像IT公司的實驗室，取代瓶瓶罐罐的是計算機與服務器。胡培君教授介紹，此前他們開發(fā)了一套“化學勢動力學”計算化學理論，建立了理論模型，用電子層面的“吸附能”關(guān)鍵指標，對不同物質(zhì)的海量數(shù)據(jù)進行“海選”。在對染料敏化太陽能電池的研究中，他們找到了一個“候選材料區(qū)間”，位于0.3電子伏特到1.2電子伏特之間，其中常用的鉑是0.5個電子伏特。經(jīng)過材料比選，發(fā)現(xiàn)還有鐵銹等極少數(shù)材料的電子伏特量非常接近鉑。當然，選擇鐵銹無疑是便宜的。
計算化學結(jié)果很快對傳統(tǒng)實驗產(chǎn)生指導，又經(jīng)過華理材料學院楊化桂教授的實驗室小試，驗證了鐵銹取代白金完全可以取得類似的光電轉(zhuǎn)化效率，并正加快新成果轉(zhuǎn)化。在這一新興領(lǐng)域，胡培君團隊還在通過計算機設(shè)計新型催化劑，包括用于大宗化工品的節(jié)能低毒催化劑。
目前，胡培君每篇學術(shù)論文的平均引用因子高達39次，他認為，在未來5到10年間，計算化學的科學價值還將進一步放大。
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