首頁氫能社會綜合文章詳情

美開發出新型高效太陽能製氫技術

2026-04-11 18:52:514864

據ju科ke技ji日ri報bao訊xun報bao道dao，美mei科ke學xue家jia日ri前qian通tong過guo模mo仿fang一yi棵ke樹shu的de能neng量liang轉zhuan換huan過guo程cheng，開kai發fa出chu一yi種zhong高gao效xiao的de太tai陽yang能neng製zhi氫qing技ji術shu。該gai技ji術shu水shui解jie氫qing氣qi的de效xiao率lv比bi傳chuan統tong技ji術shu高gao兩liang倍bei以yi上shang，且qie能neng十shi分fen方fang便bian地di安an裝zhuang在zai湖hu泊bo、海洋和陸地上，為氫燃料的製備提供了一個新的選擇。對dui於yu水shui解jie製zhi氫qing技ji術shu，世shi界jie各ge地di的de科ke學xue家jia們men已yi經jing探tan索suo了le多duo年nian，但dan這zhe些xie技ji術shu大da都dou需xu要yao將jiang光guang催cui化hua劑ji淹yan沒mei在zai水shui中zhong。由you於yu陽yang光guang在zai與yu水shui麵mian接jie觸chu後hou會hui發fa生sheng折zhe射she和he衍yan射she，這zhe極ji大da限xian製zhi了le這zhe些xie技ji術shu的de製zhi備bei效xiao率lv。

新研究中，美國威斯康星大學麥迪遜分校材料科學與工程係助理教授王旭東（音譯）與美國林業產品實驗室的蔡誌勇（音譯）博士專門對此進行了創新。他們試圖通過模仿樹的能量轉化過程來解決這一難題。物理學家組織網近日報道稱，這一“樹形”設備的頂部是由纖維素製成的麵板和用二氧化鈦介孔材料製成的催化劑塗層，它們能最大限度地獲取陽光並增加水與催化劑接觸的麵積；而在這顆“樹”的底部，則是由納米碳纖維（CNFs）組成的龐大“根係”，這些納米碳纖維製成的根係組織能夠將水分運輸到頂部的催化劑“葉子”上，在那裏，水會被分解成氫氣和氧氣。整個過程與樹木的光合作用極為相似。由you於yu催cui化hua劑ji不bu會hui完wan全quan淹yan沒mei在zai水shui中zhong，同tong時shi又you保bao證zheng與yu陽yang光guang的de充chong分fen接jie觸chu，這zhe種zhong技ji術shu不bu但dan大da大da加jia快kuai了le水shui分fen解jie的de時shi間jian，在zai製zhi氫qing效xiao率lv上shang也ye比bi傳chuan統tong技ji術shu要yao高gao的de多duo。通(tong)常(chang)，水(shui)解(jie)製(zhi)氫(qing)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)呈(cheng)粉(fen)末(mo)狀(zhuang)。不(bu)久(jiu)前(qian)，人(ren)們(men)開(kai)始(shi)使(shi)用(yong)納(na)米(mi)線(xian)作(zuo)為(wei)催(cui)化(hua)劑(ji)。而(er)他(ta)們(men)則(ze)第(di)一(yi)個(ge)采(cai)用(yong)了(le)基(ji)於(yu)納(na)米(mi)碳(tan)纖(xian)維(wei)材(cai)料(liao)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)塗(tu)層(ceng)技(ji)術(shu)，該(gai)技(ji)術(shu)與(yu)傳(chuan)統(tong)技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)還(hai)具(ju)有(you)極(ji)為(wei)優(you)異(yi)的(de)親(qin)水(shui)性(xing)能(neng)。王(wang)旭(xu)東(dong)指(zhi)出(chu)：“在(zai)地(di)麵(mian)上(shang)放(fang)置(zhi)一(yi)個(ge)盛(sheng)水(shui)的(de)容(rong)器(qi)就(jiu)能(neng)通(tong)過(guo)該(gai)技(ji)術(shu)獲(huo)取(qu)氫(qing)燃(ran)料(liao)，如(ru)果(guo)能(neng)將(jiang)這(zhe)種(zhong)裝(zhuang)置(zhi)架(jia)設(she)到(dao)湖(hu)泊(bo)或(huo)是(shi)海(hai)洋(yang)上(shang)將(jiang)會(hui)更(geng)為(wei)便(bian)利(li)。該(gai)技(ji)術(shu)有(you)望(wang)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)消(xiao)除(chu)水(shui)麵(mian)環(huan)境(jing)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)，最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)提(ti)高(gao)太(tai)陽(yang)能(neng)的(de)轉(zhuan)化(hua)效(xiao)率(lv)。以(yi)這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)建(jian)立(li)的(de)製(zhi)氫(qing)工(gong)廠(chang)既(ji)能(neng)建(jian)立(li)在(zai)陸(lu)地(di)上(shang)，也(ye)能(neng)建(jian)在(zai)水(shui)體(ti)上(shang)。氫(qing)是(shi)一(yi)種(zhong)綠(lv)色(se)能(neng)源(yuan)，適(shi)用(yong)範(fan)圍(wei)十(shi)分(fen)廣(guang)泛(fan)，氫(qing)承(cheng)載(zai)的(de)能(neng)量(liang)能(neng)夠(gou)很(hen)方(fang)便(bian)地(di)被(bei)運(yun)輸(shu)到(dao)很(hen)多(duo)地(di)方(fang)，無(wu)論(lun)是(shi)汽(qi)車(che)還(hai)是(shi)建(jian)築(zhu)物(wu)。” 接(jie)下(xia)來(lai)，王(wang)旭(xu)東(dong)和(he)他(ta)的(de)合(he)作(zuo)者(zhe)希(xi)望(wang)製(zhi)造(zao)一(yi)個(ge)更(geng)大(da)規(gui)模(mo)的(de)原(yuan)型(xing)。該(gai)項(xiang)目(mu)由(you)美(mei)國(guo)能(neng)源(yuan)部(bu)資(zi)助(zhu)，目(mu)前(qian)美(mei)國(guo)林(lin)產(chan)品(pin)實(shi)驗(yan)室(shi)正(zheng)在(zai)為(wei)該(gai)技(ji)術(shu)申(shen)請(qing)專(zhuan)利(li)。