氫能研究新進展！一種“光催化劑”電池將大大提高水分解成氫的效率

一方面，全球變暖會導致冰川和凍土消融、海平面上升，危害自然生態系統的平衡。另一方面，由于溫室氣體排放導致氣溫升高，空氣流動減慢，短時間無法被吹散的霧霾會影響人類健康。

如果我們要避免全球變暖導致的危機，就必須放棄使用化石燃料。氫作為一種可行的清潔能源，工業界和學術界一直保持高度關注。但是，要實現真正的氫生態友好型社會，我們首先需要能夠以足夠環保的方式大規模生產氫。

此前，有科學家提出利用太陽能，通過一種稱之為“光催化劑”的電池來使水分解成氫氣和氧氣。但是，這種電池的催化效率并不高，遠遠達不到大規模生產氫的要求。為了達到目標，科學家需要解決兩個難題：一是提高分解效率，二是提高這種光電催化劑電池的耐用性。

近日，日本名古屋工業大學的研究團隊通過結合氧化鈦(TiO2)和p型立方碳化硅(3C-SiC)兩種光催化劑材料，成功制出了高度耐用和高效的水分解電池。

該團隊在研究中將半透明的TiO2作為光陽極，3C-SiC作為光陰極。由于每種材料在不同頻段吸收太陽能，因此串聯結構可以通過允許更多的電荷產生電流，從而顯著提高水的分解效率。

Masashi Kato博士說：“我們需要進一步研究以繼續改進這種光電化學水分解系統，從而最大限度的生產氫。這項研究顯然是非常重要的，它意味著有一天我們可以借助太陽能獲取實用的清潔能源，進而實現可持續發展的社會要求。”

該研究論文題為“Durable and efficient photoelectrochemical water splitting using TiO2 and 3C–SiC single crystals in a tandem structure”，已發表在Solar Energy Materials and Solar Cells上。

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論文原文：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927024821003032?via%3Dihub

標簽： 氫能 光催化劑 成氫 分解