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萊斯大學的“人造樹葉”裝置可將水和陽光轉化為氫燃料

   2020-05-07 cnBeta.COM

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核心提示: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電裝置,可將水和陽光轉化為氫燃料。該系統與其他人造樹葉的設計非常相似,

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電裝置,可將水和陽光轉化為氫燃料。該系統與其他“人造樹葉”的設計非常相似,但該團隊表示,該系統可以自給自足,生產成本相對較低。

該系統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,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,根據需要產生氫氣。

“通過巧妙的系統設計,你可以潛在地形成一個自我維持的循環,”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。”

該團隊表示,他們還對過氧化物太陽能電池進行了調整,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成本,并使其商業化生產更加可行。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。

這項新研究發表在《ACS Nano》雜志上。



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