利用太陽能電解水製氫技術取得進展

德國亥姆霍茲柏林材料與能源中心（HZB）和荷蘭代爾夫特理工大學（TU Delft）的研究人員聯合組成的科研小組，成功研發出一種價格低廉的利用太陽能進行電解水製氫的方法
，相關成果發表在近日出版的《自然.通訊》雜誌上。

kexuejiamenkaifadezhetaoxitongkeyitongguotaiyangguangjiangshuifenjiechengqingqiheyangqi，zheshidetaiyangnengkeyibeizhuanhuanchengqingnengbingcunchuqilai。haimuhuozibailincailiaoyunengyuanzhongxintaiyangnengranliaoyanjiusuozhurenluoer.範.德克羅爾教授說：“womenjieheleliangfangmiandezuijiazhichu。womenliyonglehuaxuedewendingxinghejinshuyanghuawudedilianjiage，jiangqiyuyigehenhaodanxiangdangjiandandebomoguitaiyangnengdianchijiehe
，congerdedaoyigebianyi、非常穩定和高效的（水解氫氣的）單元。”

dangguangxiansheruzhegexiangduijiandandejuyoujinshuyanghuawucengdeguibomodianchishi，xitonghuichanshengyigedianya。jinshuyanghuawucengqiguangyangjidezuoyong，chengweiyangxingchengdedifang。tatongguoyigeshimodaodianqiaolianjiedaotaiyangnengdianchidanyuan。youyuzhiyoujinshuyanghuawucengjiechudaodianjieye，suoyitaiyangnengdianchidanyuandeqitabufenbuhuishoudaofushi。bojinxianquanzebeiyongzuoyinji，zheshiqingqixingchengdedifang。culvejisuankeyibiaomingzhezhongjishujuyoudeqianli：以德國每平方米大約600瓦的太陽光能來算，100平方米這樣係統可以在一個小時的日照下分離生成3千瓦時以氫氣形式存儲的能量。

科(ke)學(xue)家(jia)們(men)係(xi)統(tong)研(yan)究(jiu)了(le)不(bu)同(tong)的(de)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)在(zai)從(cong)光(guang)入(ru)射(she)到(dao)電(dian)荷(he)分(fen)離(li)
，直(zhi)至(zhi)水(shui)分(fen)解(jie)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)作(zuo)用(yong)

，以(yi)便(bian)進(jin)一(yi)步(bu)優(you)化(hua)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)。德(de)克(ke)羅(luo)爾(er)說(shuo)，理(li)論(lun)上(shang)釩(fan)酸(suan)鉍(bi)光(guang)陽(yang)極(ji)效(xiao)率(lv)最(zui)高(gao)可(ke)達(da)9%。通(tong)過(guo)用(yong)一(yi)種(zhong)廉(lian)價(jia)的(de)磷(lin)酸(suan)鈷(gu)催(cui)化(hua)劑(ji)
，科(ke)學(xue)家(jia)們(men)顯(xian)著(zhu)地(di)加(jia)快(kuai)了(le)光(guang)陽(yang)極(ji)上(shang)氧(yang)的(de)生(sheng)成(cheng)。研(yan)究(jiu)中(zhong)最(zui)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)釩(fan)酸(suan)鉍(bi)層(ceng)電(dian)荷(he)高(gao)效(xiao)的(de)分(fen)離(li)。盡(jin)管(guan)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)穩(wen)定(ding)並(bing)且(qie)便(bian)宜(yi)
，但(dan)帶(dai)電(dian)粒(li)子(zi)會(hui)趨(qu)於(yu)迅(xun)速(su)重(zhong)組(zu)，使(shi)得(de)分(fen)解(jie)水(shui)的(de)過(guo)程(cheng)失(shi)效(xiao)。德(de)克(ke)洛(luo)爾(er)和(he)他(ta)的(de)同(tong)事(shi)通(tong)過(guo)研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)

，在(zai)釩(fan)酸(suan)鉍(bi)層(ceng)裏(li)加(jia)入(ru)額(e)外(wai)的(de)鎢(wu)原(yuan)子(zi)是(shi)有(you)幫(bang)助(zhu)的(de)。這(zhe)些(xie)鎢(wu)原(yuan)子(zi)產(chan)生(sheng)的(de)內(nei)部(bu)電(dian)場(chang)可(ke)以(yi)很(hen)好(hao)地(di)防(fang)止(zhi)重(zhong)組(zu)的(de)發(fa)生(sheng)。

係統中最重要的光陽極是用添加了鎢原子的金屬氧化物釩酸鉍(BiVO4)製成，並用廉價的鈷磷酸鹽催化劑噴塗和包覆。為了實現這一目標，科學家將含鉍、釩、鎢的溶液噴射到熱玻璃基板上，然後將溶劑蒸發。通過多次噴塗不同濃度的溶液
，得到了一個厚度約300納米的高效光活性金屬氧化物層。德克羅爾說：“我們仍然不是很了解為什麼釩酸鉍工作得非常好。但我們發現，超過80％debeixishoudeguangzidedaoleliyong
，zheshizaishiyigechuangjiludejinshuyanghuawu，yeshiwulixuedeqiji。xiayigetiaozhanshianbilijiangzheyangdexitongkuozhandaopingfangmidaxiao，congershitamenkeyishengchenggengduodeqingqi。”