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德國(guó)科研人員發(fā)明高效利用太陽(yáng)能電解水制氫新工藝

發(fā)布時(shí)間:2015-05-26

<p>  德國(guó)柏林的赫爾姆茨太陽(yáng)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(yáng)能制氫新工藝。這種納米材料可以使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率達(dá)到80%。</p> <p>  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(chǎng)作用下,水可以分解成氫氣和氧氣。氫是一種可以存儲(chǔ)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(fèi)大量電能,在產(chǎn)生氫能的同時(shí)又在消耗能源。這種能源轉(zhuǎn)化并不經(jīng)濟(jì),于是赫爾姆茨太陽(yáng)能燃料研究所研究人員想到了利用太陽(yáng)能,但是太陽(yáng)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(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的效率,從而提高電解水的制氫能力。</p> <p>  研發(fā)利用太陽(yáng)能電解水的電極材料并不是件容易的事,因?yàn)殡娊馑茪溥^(guò)程最好是在酸性環(huán)境下進(jìn)行,但這樣的環(huán)境容易使太陽(yáng)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(gè)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?gòu)?fù)合材料可以在陽(yáng)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。</p> <p>  該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人尼德利克稱,采用這項(xiàng)新技術(shù)可以使陽(yáng)光中可見(jiàn)光的80%轉(zhuǎn)化成光電能并用于制氫。目前該項(xiàng)目還有許多試驗(yàn)要做,要達(dá)到實(shí)際應(yīng)用效果,復(fù)合電極之間的電磁場(chǎng)至少要達(dá)到1.8伏特。尼德利克表示,“我們的實(shí)驗(yàn)證明,未來(lái)完全可以利用太陽(yáng)能來(lái)生產(chǎn)氫燃料。我們已與一家公司合作使光制氫項(xiàng)目工業(yè)化”。</p>