催化在環(huán)境中的所有主要應(yīng)用和挑戰(zhàn)中起著至關(guān)重要的作用，包括能源生產(chǎn)和環(huán)境修復(fù)。盡管光催化劑和電催化劑在解決能源和環(huán)境問題方面是可取的，但它們具有一些主要缺點(diǎn)，例如效率低和電荷容易重組，這限制了它們的應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)和探索包括非光響應(yīng)催化劑在內(nèi)的新催化技術(shù)勢(shì)在必行。近日，臺(tái)灣大學(xué)林宗宏課題組和韓國成均館大學(xué)Dukhyun Choi課題組、韓國中央大學(xué)Sangmin Lee課題組合作，詳細(xì)描述了非光響應(yīng)催化劑的可能性、特征和前景，例如壓電催化劑、熱電催化劑、熱釋電催化劑、摩擦起電催化劑及混合催化劑。討論了每種催化技術(shù)的總體機(jī)理及其在能源生產(chǎn)、環(huán)境修復(fù)和二氧化碳還原等不同領(lǐng)域的應(yīng)用。
圖1. 不同非光響應(yīng)催化技術(shù)的發(fā)展及其不同應(yīng)用的概述。 壓電、熱電、熱釋電和摩擦起電材料構(gòu)成了不表現(xiàn)出光響應(yīng)的大多數(shù)材料。當(dāng)在壓電材料上施加機(jī)械應(yīng)力時(shí)，產(chǎn)生的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生壓電勢(shì)。相反，材料兩端之間的溫度梯度決定了熱電材料的行為方式。當(dāng)在熱電材料的末端形成溫度梯度時(shí)，塞貝克效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱釋電材料是一類不同的熱響應(yīng)材料，它依靠隨時(shí)間變化的溫度波動(dòng)產(chǎn)生熱釋電勢(shì)，也屬于壓電材料的范疇。此外，摩擦起電材料是一類新型材料，通過兩種不同材料的接觸帶電產(chǎn)生電勢(shì)。這些材料的一般機(jī)制如圖2所示，以非光敏材料的特性，響應(yīng)特定的刺激而產(chǎn)生電勢(shì)。 圖2. 非光敏材料的機(jī)制，包括(a) 壓電材料、(b) 熱電材料、(c) 熱釋電材料和(d) 摩擦起電材料。 論文信息 Emergence of Non-photoresponsive Catalytic Techniques for Environmental Remediation and Energy Generation Manish Kumar Sharma, Dr. Imran Khan, Kuldeep Kaswan, Dr. Snigdha Roy Barman, Prof.?Dr. Subhajit Saha, Wu-Chiao Hsieh, Prof.?Dr. Yu-Lun Chueh, Prof.?Dr. Yu-Lin Wang, Prof.?Dr. Sangmin Lee, Prof.?Dr. Dukhyun Choi, Prof.?Dr. Zong-Hong Lin Chemistry – An Asian Journal DOI: 10.1002/asia.202300090
