具有纳米线-纳米颗粒体系结构的CO2转化制造技术

化学电池的电极包括具有表面的基材，由基材支撑并从基材表面向外延伸的传导凸出物的阵列，传导凸出物阵列的每一传导凸出物具有在化学电池中用于二氧化碳(CO2)催化转化的半导体组合物，和在纳米线的阵列上方布置的多个纳米颗粒，多个纳米颗粒的每一纳米颗粒具有在化学电池中用于CO2催化转化的金属性组合物。多个纳米颗粒的每一纳米颗粒具有的尺寸比传导凸出物阵列的每一传导凸出物的横向尺寸小至少一个数量级。少一个数量级。

CO2 conversion with nanowire nanoparticle system structure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有纳米线
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纳米颗粒体系结构的CO2转化
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年7月25日提交的并且指定序列号62/878,607的题目为“CO
2 Conversion with Nanowire
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Nanoparticle Architecture”的美国临时申请的权益，其整个公开内容由此通过引用专门并入。
[0003]公开内容背景
[0004]公开内容领域
[0005]公开内容通常涉及二氧化碳(CO2)的光电化学和其它化学转化成甲酸。
[0006]相关技术简要描述
[0007]二氧化碳(CO2)与水(H2O)的光电化学(PEC)还原成燃料和化学品(所谓的人工光合)是储存间歇性太阳能和缓解人类活动碳排放的有前景的策略。在各种CO2还原产物中，甲酸(HCOOH)是能量密集的液体燃料和工业中非常有用的化学品。转化为甲酸仅需要两个电子转移，并因此相对于其它复杂产物例如CH3OH、CH4、C2H4和C2H5OH在动力学上有利产生。然而，由于CO2的化学不活泼、CO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.化学电池的电极，该电极包含：具有表面的基材；由基材支撑的并从基材表面向外延伸的传导凸出物的阵列，传导凸出物阵列的每一传导凸出物具有在化学电池中用于二氧化碳(CO2)催化转化的半导体组合物；和在传导凸出物的阵列上方布置的多个纳米颗粒，多个纳米颗粒的每一纳米颗粒具有在化学电池中用于二氧化碳(CO2)催化转化的金属性组合物；其中多个纳米颗粒的每一纳米颗粒具有的尺寸比传导凸出物阵列的每一传导凸出物的横向尺寸小至少一个数量级。2.根据权利要求1所述的电极，其中：基材包含半导体材料；和半导体材料配置成在吸收太阳辐射时产生电荷载流子，使得化学电池配置成光电化学系统。3.根据权利要求2所述的电极，其中传导凸出物阵列的每一传导凸出物包含配置成提取基材中产生的电荷载流子的纳米线。4.根据权利要求1所述的电极，其中基材包含硅。5.根据权利要求1所述的电极，其中半导体组合物包括氮化镓。6.根据权利要求1所述的电极，其中金属性组合物包含锡。7.根据权利要求1所述的电极，其中金属性组合物包含金属氧化物。8.根据权利要求1所述的电极，其中类离子键和类共价键都存在于多个纳米颗粒的每一纳米颗粒和传导凸出物阵列的各自传导凸出物之间的界面处。9.根据权利要求1所述的电极，其中多个纳米颗粒的每一纳米颗粒的尺寸落入约2纳米至约3纳米的范围内。10.根据权利要求1所述的电极，其中传导凸出物阵列的每一传导凸出物的横向尺寸落入约30纳米至约40纳米的范围内。11.根据权利要求1所述的电极，其中化学电池是热化学电池。12.电化学系统，包含按照权利要求1的电极配置的工作电极，并还包含：对电极；浸没工作电极和对电极的电解质；和在工作电极和对电极之间施加偏压的电压源；其中偏压设定成在工作电极处将CO2转化成甲酸的水平。13.光电化学电池的光电阴极，该光电阴极包含：基材，所述基材包含光吸收材料，该光吸收材料配置成在阳光照时产生电荷载流子；由基材支撑的纳米线阵列，纳米线阵列的每一纳米线配置成从基材提取电荷载流子，纳米线阵列的每一纳米线包含氮化镓；和跨纳米线阵列的每一纳米线分布的多个纳米颗粒，多个纳米颗粒的每一纳米颗粒具有金属性组合物用于将光电化学电池中的二氧化碳(CO2)催化转化...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宝文，孔祥华，郭鸿，米泽田，
申请(专利权)人：美国密歇根州立大学董事会，
类型：发明
国别省市：