「能源」可将水分解成氢燃料的低成本装置，或能提供永久能源
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研究人员开发的集成型太阳能催化剂的结构 。 在阳光下 ， 这种催化剂可以直接浸入水中生产燃料 。
《美国化学学会·纳米》杂志近日发文称 ， 美国莱斯大学的材料学家Jun Lou等开发了一种高效、低成本的催化装置 ， 可以将水分解成氢燃料 。 该装置集成了催化电极和钙钛矿太阳能电池 ， 受阳光激发后可以产生电能：电流流向催化剂 ， 将水分解成氢气和氧气 。 太阳能转化为氢的效率高达6.7% 。
这类型的催化反应并不新鲜 ， 但Lou的团队将钙钛矿层和电极封装成了一个单独的模块 。 Lou介绍说 ， 集成模块不仅是一个自给自足的燃料工厂 ， 还能简易地批量生产 。 他说：“集成催化模块的概念和人工叶片大体相似 。 它能将阳光转化为电能 ， 驱动电化学反应 。 水和阳光是获取化学燃料的丰富原料 。 ”
钙钛矿是一种具有立方晶格的晶体 ， 能够吸收阳光 。 目前 ， 最高效的钙钛矿太阳能电池的效率已经超过了25% 。 然而 ， 这种材料很昂贵 ， 而且容易受到光、湿度和热量的影响 。
Lou解释说：“我的同事Jia Liang用碳等元素替代了钙钛矿太阳能电池中昂贵的铂 。 这降低了商业化的准入门槛 。 类似的集成设备能脱离外部电源 ， 创造出可持续系统 ， 因此在燃料行业有很光明的应用前景 。 ”
Liang补充说：“钙钛矿可能还不是关键成分 。 包裹钙钛矿的聚合物或许更加重要 。 我们用舍林薄膜封装了钙钛矿层 ， 简化了系统的结构 。 舍林薄膜不仅具有透光性和保护作用 ， 还能在电池和电极之间起到绝缘作用 。 ”
【「能源」可将水分解成氢燃料的低成本装置，或能提供永久能源】这是一种巧妙的设计思路 ， 它使系统具备了循环特征 。 Lou说：“即使在没有阳光的情况下 ， 你也可以利用储存的化学燃料——你可以把氢、氧产物放在不同的容器中 ， 再用燃料电池等模块 ， 将燃料转化为电能 。 ”
研究人员表示 ， 他们将继续改进封装技术以及太阳能电池性能 ， 以提高模块效率 。
原创编译：德克斯特 责编：张梦
期刊来源：《美国化学学会·纳米》
期刊编号：1936-0851
原文链接：https://phys.org/news/2020-05-water-splitting-module-source-perpetual-energy.html
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