萊斯大學的“人造樹葉”裝置可將水和陽光轉化為氫燃料

來自萊斯大學的研究人員制造了一種簡單的新型太陽能發(fā)電裝置，可將水和陽光轉化為氫燃料。該系統(tǒng)與其他“人造樹葉”的設計非常相似，但該團隊表示，該系統(tǒng)可以自給自足，生產(chǎn)成本相對較低。

該系統(tǒng)由一個過氧化物太陽能電池組成，連接到由催化劑制成的電極上，將水電解。當陽光照射到太陽能電池上時，它會產(chǎn)生電能，為催化劑提供動力，然后將水分成氧氣和氫氣。這些氫氣隨后可被收集起來供使用。

陽光對氫氣的效率約為6.7%，這對這類系統(tǒng)來說是比較高的。但是，該團隊表示，最有用的特點是新設計的自足性。太陽能電池和電極都在一個單元中--太陽能電池組件被封裝在一個聚合物外殼內(nèi)，在讓陽光透過的同時，保護它們免受水的影響。研究人員的想法是，這個裝置基本上可以被丟進一些有陽光直射的水里，讓它長時間運行，根據(jù)需要產(chǎn)生氫氣。

“通過巧妙的系統(tǒng)設計，你可以潛在地形成一個自我維持的循環(huán)，”這項研究的主要作者Jun Lou說。“即使在沒有陽光的時候，你也可以使用化學燃料形式的儲存能量。你可以把氫氣和氧氣的產(chǎn)物放在不同的罐子里，然后再結合另一個像燃料電池這樣的模塊，把這些燃料變成電能?！?/span>

該團隊表示，他們還對過氧化物太陽能電池進行了調(diào)整，使其不需要像鉑金這樣的昂貴元件。相反，這些元件被換成了碳等廉價元素。這應該會降低設備的生產(chǎn)成本，并使其商業(yè)化生產(chǎn)更加可行。除了氫燃料之外，“人造樹葉”設計也在探索作為生產(chǎn)電力、藥物、肥料、合成氣和其他有用的化合物的方法。

這項新研究發(fā)表在《ACS Nano》雜志上。