寫稿
投稿
一種潛在的可再生能源就是利用陽光將氫從水中分離出來。
瑞典林雪平大學(xué)的科學(xué)研究工作人員研發(fā)了1種新型材料——納米多孔立方碳化硅，它在捕捉到太陽能和分割水以產(chǎn)生氫氣的這方面呈現(xiàn)出了出色的能力。
林雪平大學(xué)物理、化學(xué)和生物系高級講師孫建武表示：“需要新的可持續(xù)能源系統(tǒng)來應(yīng)對全球能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，比如不斷增加的二氧化碳排放和氣候變化”。他領(lǐng)導(dǎo)的這項新研究已經(jīng)發(fā)表在《ACS Nano》雜志上。
氫氣的能量密度是汽油的三倍，它可以使用燃料電池發(fā)電，而以氫氣為燃料的動力汽車已經(jīng)在市場上銷售，當(dāng)氫氣被用來產(chǎn)生能源時，唯一的產(chǎn)物是純水。
在生產(chǎn)氫氣的同時，也會產(chǎn)生二氧化碳，因為當(dāng)今最常見的技術(shù)在生產(chǎn)過程中依賴于化石燃料。
所以，每生產(chǎn)制造1噸氫氣，也會排出9-12噸CO2。
充分利用太陽能分裂水分子來生產(chǎn)制造氫氣是1種可持續(xù)性的具體方法，充分利用可再生資源中制造氫氣而并不會產(chǎn)生二氧化碳排放，這種方法的一個主要優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為可存儲的燃料。
孫建武指出：“傳統(tǒng)的太陽能電池在白日里形成能量，這一些能量一定要馬上使用或儲存在電池中，氫氣是一種很有前途的能源，能夠像汽油和柴油等傳統(tǒng)的燃料那樣被存儲和輸送”。
然而，利用陽光中的能量來分裂水產(chǎn)生氫氣并不容易，要想成功，一定要找出具備成本效益高的原材料，這種原材料具備正確的反應(yīng)特性，使水(H2O)利用光解分割成氫氣(H2)和氧氣(O2)。
可以用來分裂水的陽光能量主要以紫外線輻射和可見光的形式存在。因此就需要1種能有效的吸收輻射的材料，來形成能分離的電荷，而且有充足的能量把水分子分裂成氫氣和氧氣氣體。
現(xiàn)階段所科研的絕大多數(shù)材料要不就是在收集可見光能量這方面效率太低(例如：二氧化鈦、二氧化鈦只吸收紫外線)，要不就是并沒有將水分裂成氫所需的特征(比如說：硅)。
研究小組開發(fā)了一種新材料——3C-SiC。專家現(xiàn)已研制出1種立方碳化硅，它有很多特別小的孔隙，他們將這樣的材料稱之為納米多孔3C-SiC，它具有良好的性能，這表明它可以利用陽光從水中產(chǎn)生氫氣。
在報告中，科學(xué)研究工作人員反映，這一種新的多孔材料可以高效地捕捉和收集紫外線和絕大部分可見光。此外，多孔結(jié)構(gòu)有利于具有所需能量的電荷的分離，同時孔隙提供了較大的活性表面積。這增強(qiáng)了電荷轉(zhuǎn)移，增加了反應(yīng)點(diǎn)的數(shù)量，進(jìn)一步提高了水分離效率。
