德國柏林的赫爾姆茨太陽能燃料研究所研究人員應(yīng)用特殊納米材料，日前發(fā)明了高效利用太陽能制氫新工藝。這種納米材料可以使太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率達到80%。
新工藝采用的是水電解原理。在中學(xué)課堂上我們就知道，將兩根電極插入水中，在電磁場作用下，水可以分解成氫氣和氧氣。氫是一種可以存儲的能源，氫燃料電池可以應(yīng)用在汽車等眾多領(lǐng)域。通常電解水需要耗費大量電能，在產(chǎn)生氫能的同時又在消耗能源。這種能源轉(zhuǎn)化并不經(jīng)濟，于是赫爾姆茨太陽能燃料研究所研究人員想到了利用太陽能，但是太陽能的能源轉(zhuǎn)換效率通常比較低，不能滿足電解水需要，為此他們研究出一種納米材料電極。這種電極可以大大提高太陽能轉(zhuǎn)換為電能的效率，從而提高電解水的制氫能力。
研發(fā)利用太陽能電解水的電極材料并不是件容易的事，因為電解水制氫過程最好是在酸性環(huán)境下進行，但這樣的環(huán)境容易使太陽能電池生銹，而且采用傳統(tǒng)電極需要昂貴的稀有金屬鉑或鉑銥化合物。為此，研究人員想出一個解決辦法，他們用黃銅制成用二氧化鈦包覆的透明、輕質(zhì)的薄膜材料。二氧化鈦薄膜是多晶體，并含有鉑納米顆粒。這種新的金屬復(fù)合材料可以在陽光照射下產(chǎn)生0.5伏特的光壓，以及每平方厘米38毫安的光電能，并能作為制氫的催化劑，也可防止電極生銹。
該項目負責人尼德利克稱，采用這項新技術(shù)可以使陽光中可見光的80%轉(zhuǎn)化成光電能并用于制氫。目前該項目還有許多試驗要做，要達到實際應(yīng)用效果，復(fù)合電極之間的電磁場至少要達到1.8伏特。尼德利克表示，“我們的實驗證明，未來完全可以利用太陽能來生產(chǎn)氫燃料。 |
