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研究发现可能会降低制造硅的能源消耗和成本

导读科廷大学的研究人员发现了一种制造硅的方法,这种方法通常在室温下在电话,照相机和计算机等电子产品中普遍发现。新技术的工作原理是用电流

科廷大学的研究人员发现了一种制造硅的方法,这种方法通常在室温下在电话,照相机和计算机等电子产品中普遍发现。新技术的工作原理是用电流代替极端热量,以产生相同的化学反应,从而以降低的经济和环境成本将二氧化硅转变为硅。

首席研究员,博士 科廷分子与生命科学学院的候选人张松说,尽管该团队的发现是在纳米级进行的,但它定义了一种用电化学过程代替热化学过程的方法,该方法可以有效地转化为清洁电力。

张先生说:“硅在计算机和微电子行业中作为半导体对技术设备至关重要,但制造过程通常涉及极端且昂贵的措施。”

“通常来说,二氧化硅是硅的天然氧化物,通常会在约1,700ºC的温度下熔化,以使氧原子“摆动”到足以使它们最终离开二氧化硅而生成单质硅。但是,我们的研究表明,在极端温度下这种转化是可能的。

“我们通过电化学反应将清洁的电能直接转化为化学能,从而从二氧化硅中去除氧气,实现了这一目标,这很复杂,因为二氧化硅是电绝缘体,并且不携带电流。”

通过将完美切割的硅晶体浸入水电解质中,然后有意地去除电子以生成二氧化硅薄层,然后迫使电子返回二氧化硅以重整纳米级硅岛,从而完成了概念验证实验。

同样是科廷分子与生命科学学院的研究主管和合著者西蒙妮·钱皮(Simone Ciampi)副教授说,这项研究是令人兴奋的发展。

Ciampi副教授说:“研究小组已经表明,在很小的规模上,可以在室温下将二氧化硅可逆地转化为硅,这对于使用硅电极进行的分析测量具有直接的日常意义。”

“总有一天,这种技术可以用来从二氧化硅中产生大量硅,而这项研究无疑为进一步研究提供了起点。”

该论文《结晶硅电极的伏安图中的常见背景信号是高导电表面部位的可逆二氧化硅-硅氧化还原化学》已发表在《化学学会杂志》上。

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