独家 | ISEF 化学获奖论文解析,还原反应还能这么玩?

每周的 ISEF 获奖论文解析来了!今天小助手邀请有方导师点评 2017 年获奖课题,这篇论文的获奖学生是来自日本的团队,学科:Energy: Chemical




 ISEF 获奖课题信息 




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 摘要或概述 Abstract / Summary 




In order to realize a sustainable society, artificial photosynthesis has been gaining attention and has been widely studied in recent years. This research focused on tantalum oxide, which can be used to catalyze the reduction of carbon dioxide. 


In this study, it was found that tantalum oxide/tantalum plate responds to visible light, and this is a novel phenomenon. 


The objective of this research was to investigate the mechanism of this phenomenon and to make tantalum oxide/tantalum plate with a high energy conversion efficiency. The study consisted of four experiments, as follows: (i) a tantalum plate was heat-treated while varying the time, temperature, and type of gas, (ii) the voltage and electric current were measured under optical irradiation, (iii) the wavelength dependence was checked using visible light, (iv) the electric potential of the conduction band was measured using a potentiostat, and the reduction of carbon dioxide to formic acid by tantalum oxide/tantalum plate was checked. Three primary results were obtained: (i) the visible light response was not due to nitrogen doping but to other impurities in the metal and to the surface of tantalum oxide/tantalum plate, (ii) the thickness of tantalum oxide film was an important factor influencing the energy conversion efficiency, and (iii) formic acid was successfully generated from carbon dioxide. In future experiments, the ability of tantalum oxide/tantalum plate to reduce carbon dioxide efficiently using sunlight will be examined.


The energy conversion efficiency will be improved and the material will be applied as a practical solution to environmental problems.




 关键词 




tantalum oxide;tantalum plate;visible light;carbon dioxide;high energy conversion efficiency




 有方独家点评 




该课题基于氧化钽催化二氧化碳的还原反应,解释了氧化钽对可见光的响应现象。研究通过钽板热处理、光辐射下测量电压和电流、使用可见光检查波长依赖性和使用恒电位仪测量导电的电势四个实验,解释了光响应现象的机理,并根据其机理制造出具有高能量转换效率的氧化钽/钽板氧化钽/钽板的使用将提高能量的转化效率,并且可以该材料将作为环境问题的实用解决方案。

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  本期文章福利  

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  2017 ISEF 获奖论文  

( Chemistry )

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有方 ISEF 获奖概况

  • MA Regional Fair三等奖(晋级State)

  • MA Regional Fair二等奖(晋级State)

  • MI Regional Fair 一等奖(直接晋级ISEF总决赛)

  • MI Regional Fair 三等奖(晋级State)

  • State Fair Top6(晋级ISEF总决赛)

  • 电气与电子工程师协会 (IEEE) 专项奖

  • 美国统计学会 (American Statistics Association) 专项奖

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有方2020 ISEF 指导方案

适合学生


  • 有志于申请美国 Top30 大学和其他国家顶尖大学的9–12年级学生;

  • 对科研感兴趣,愿意投入时间做学术研究的学生;

  • 我们会提供学术知识培训帮助学生在自己感兴趣的领域中继续深入。


成果保证


  • 保证未晋级学生的科研论文在英文期刊中发表,并以学生为第一作者。(如果学生组队参加,需要学生自行确定作者顺序)

  • 保证全部完成课程和论文写作的学生能够获得带教导师的推荐信。

  • 为学生提供最有机会获奖的指导方案,但是由于ISEF晋级比例很低,获奖难度极高的特点,学生依然存在不能晋级的可能


▍项目流程


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 往期学生课题案例


1

课题名称

通过研究鞭毛结构来治疗人类相关疾病

2

导师介绍

导师:加州大学洛杉矶分校 ( UCLA )

  • 博士就读于UCLA分子生物学专业。

  • 本科期间获得全额奖学金资助参加多次国际学术交流项目。

  • 参与大学生创新实验项目获得国家级,大学生挑战杯项目国家级等多项科研项目;

  • 目前已经在Nature communication等顶级杂志上发表多篇学术论文,有着丰富的海外留学经验以及科研经验;

  • 被UCLA选中担任experienced TA和TA的instructor来指导其他的研究生如何进行本科生和研究生的教学,有着丰富的教学和指导经验

3

教学大纲

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4

详细课程反馈

在教学过程中,每节课都有详细的课堂以及作业反馈。还有助教老师全程监督与辅导,使学习高效,学到更多知识。

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