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金属有机骨架电极
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从光伏到氢能 2025年诺奖暗藏“能源革命”玄机
21世纪经济报道· 2025-10-10 07:05
2025年诺贝尔物理学奖:量子隧穿效应 - 奖项授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯,表彰其在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化的贡献 [1] - 量子隧穿效应是微观粒子能够以一定概率穿越能量壁垒的量子行为,此次获奖工作的关键突破在于在包含大量粒子的宏观尺度上观测到该效应 [1][2][3] - 该技术应用为开发下一代量子技术创造了可能,包括量子密码学、量子计算机和量子传感器 [3] - 量子隧穿效应是光伏行业TOPCon电池的核心技术,TOPCon电池通过隧穿氧化层钝化接触结构实现超高的光电转换效率,并已占据光伏电池市场主流份额 [4][5] - 新的诺奖工作增强了对量子隧穿和量子态控制的理解,对未来新型光伏机制突破光电转换效率理论极限有潜在帮助 [2][6] 2025年诺贝尔化学奖:金属有机骨架 - 奖项授予北川进、理查德·罗布森以及奥马尔·M·亚吉,表彰其在金属有机骨架化合物开发领域的贡献 [1] - 金属有机骨架是由金属离子和分子排列形成含有大空腔的晶体多孔材料,科学家可通过改变其基本单元来捕获和储存特定物质 [1] - 该材料在吸附分离领域发挥关键作用,是碳材料和掺杂碳材料的理想模板,拓展了在能源、催化和材料科学中的应用潜力 [6] - 金属有机骨架被视作下一代制氢、储氢介质的潜力材料,有研究团队发现一种具备柔性晶格的金属有机骨架材料,其单位质量储氢量达6.5%,储氢密度可媲美70MPa高压储瓶 [7] - 中国科学院国家纳米科学中心团队实现分钟级快速合成400平方厘米大尺寸金属有机骨架电极,该电极在碱性电解水体系中展现出极低电解能耗和长达5000小时的稳定运行能力,未来有望应用于大规模绿氢生产 [7] 奖项趋势与行业影响 - 有观点评价今年诺贝尔奖偏向"1到99"的技术推进和应用探索,而非传统"从0到1"的原创性科学发现 [1] - 两项获奖科学发现均给未来新能源材料的革命提供了想象空间,在光伏和氢能产业引发广泛讨论 [2][5][7]