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用太阳能制备氢气

来源:环球科学

加入可以提升原油提炼的品质,氢还可以用来合成(生产现代农业肥料的原材料)同时,氢型燃料电池的重要组成部分,它所产生的绿色电力,能为氢能汽车和氢能卡车提供动力。但问题是,我们通常是用不可再生的天然气,经过蒸汽高温加热制取氢气,会带来温室气体排放和其他环境问题。因此科学家一直致力于寻找利用可再生能源制氢的新方法,以取代上述传统的制氢方法,最近发表在《自然·能源Nature Energy杂志的一篇论文表明,研究人员已经在该领域取得突破。

新方法使用光电化学PEC装置,利用光电解水制取氢气,这种太阳能电池可以比其他方法更有效分解水分子。实际上,科学家一直致力于设计既高效又耐用,且性价比高的光电化学设备。18年前,这一技术取得了关键进展,当时美国国家可再生能源实验室National Renewable Energy Laboratory的电化学家约翰·特纳John Turner设计了一种磷化铟镓gallium indium phosphide和砷化镓gallium arsenide半导体组成的装置。相较其他材料,上述材料有效地将阳光转化为电能。特纳的设备创造了最高的太阳能制氢效率,该记录一直保持到2015年。但由于电池需要浸泡在酸性溶液中,很容易发生故障,这也使得制成本过于高昂

    为设计出的制氢设备,迭戈州立大学的化学家Jing Gu,音译)带领研究团队尝试在制氢半导体表面添加涂层,以防止酸性溶液腐蚀。这些防护涂料大延长特纳设计高效制氢设备使用寿命,也诞生新的光电化学制氢设备,该设备能在耐久性试验中保留八成的性能虽然经济时代——消费者可以气为汽车提供动力,或为自己的家制冷或供暖——离我们还很遥远,但至少顾静团队设计制氢设备让我们看到,经济时代并不是乌托邦式的炒作,或许有一天它会真的到来

撰文 梅丽莎·C·洛特Melissa C. Lott 翻译 林清

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