美國萊斯大學工程師將下一代鹵化物鈣鈦礦半導體與電催化劑相結合，研制出了一款耐用、成本效益高且可擴展的光電化學電池，其能以20.8%破紀錄的效率將太陽能轉化為氫氣。最新設備可作為一個化學反應平臺，利用太陽能產生燃料。相關論文刊發(fā)于最新一期《自然·通訊》雜志。
研究團隊表示，利用陽光作為能源制造化學品是清潔能源經(jīng)濟領域的最大難題之一，他們希望建立經(jīng)濟可行的平臺，利用太陽能產生燃料。鑒于此，在最新研究中，他們設計出能將吸收的光轉化為電，并利用轉化而來的電力完成水解反應生成氫氣的光電化學電池。
迄今，利用光電化學技術生產綠氫(由太陽能等可再生能源產生的氫)一直面臨半導體效率低且成本高兩大障礙。研究團隊還有一個必須要克服的挑戰(zhàn)是，鹵化物鈣鈦礦在水中極不穩(wěn)定，用于讓半導體絕緣的涂層要么會破壞其功能，要么會損壞它們。
經(jīng)過多次嘗試，研究人員終于成功找到了解決方案。他們認為屏障需要兩層，一層用來阻擋水;另一層用來在鈣鈦礦層和保護層之間形成良好的電接觸。最終在使用鹵化物鈣鈦礦半導體的情況下，光電化學電池的效率達最高。
團隊表示，所有此類設備都只使用陽光和水來生產綠氫，但此次研發(fā)的設備獨特之處在于，它將太陽能轉化為氫的效率創(chuàng)出新紀錄，而且其使用的半導體非常便宜。研究人員希望這樣的系統(tǒng)可成為一個新平臺，僅以陽光為能量輸入，驅動電子發(fā)生反應，并生成燃料。
