太陽能製氫新技術

據Fuelcellworks網站報道：中國和以色列研究人員開發出一種利用太陽光分解水製氫的新技術。具體原理是利用新型C3N4guangcuihuajijiangshuifenjiechengqingqiheguoyanghuaqing
，chanshengdeguoyanghuaqingjingcuihuazuoyongzaifenjieshuiheyangqi。yanjiurenyuanrenwei，xiangbiyiwangdetaiyangnengzhiqingfangfa，gaijishujuyougenggaodezhuanhuaxiaolvqiechengbengengdi，shimuqianzuikexingdeguangjiejishuzhiyi，erqiegaijishutishengkongjianxianzhu。

長期以來，從太陽能製氫都具有挑戰性。人們最熟知的過程是光電解法：光伏電池從獲得捕獲光子的能量，能量累積形成電勢差，利用產生的電勢差電解水獲得氫氣。理論上，電解水所需的最低能量為1.23 V，但事實上由於直接分解水的反應是一個複雜的四電子過程，大約需要2 V的電壓才產生到明顯的反應速率。根據目前的技術水平，達到這一電壓值需要三到四個太陽能電池，成本費用居高不下。

除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)
，一(yi)個(ge)更(geng)簡(jian)單(dan)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)光(guang)催(cui)化(hua)製(zhi)氫(qing)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)，粉(fen)末(mo)狀(zhuang)的(de)吸(xi)光(guang)催(cui)化(hua)劑(ji)懸(xuan)浮(fu)在(zai)水(shui)中(zhong)，通(tong)過(guo)吸(xi)收(shou)光(guang)子(zi)的(de)能(neng)量(liang)催(cui)化(hua)水(shui)分(fen)解(jie)過(guo)程(cheng)。原(yuan)則(ze)上(shang)，該(gai)方(fang)法(fa)成(cheng)本(ben)更(geng)低(di)且(qie)更(geng)易(yi)實(shi)現(xian)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)。然(ran)而(er)
，這(zhe)一(yi)方(fang)法(fa)存(cun)在(zai)諸(zhu)多(duo)致(zhi)命(ming)的(de)弊(bi)端(duan)。例(li)如(ru)，許(xu)多(duo)光(guang)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)催(cui)化(hua)效(xiao)率(lv)不(bu)足(zu)0.1％
，需xu要yao等deng昂ang貴gui的de稀xi有you金jin屬shu材cai料liao
，以yi及ji由you副fu反fan應ying產chan生sheng過guo氧yang化hua氫qing使shi催cui化hua劑ji中zhong毒du而er迅xun速su失shi活huo等deng等deng。迄qi今jin為wei止zhi，性xing能neng最zui好hao的de光guang解jie水shui催cui化hua劑ji是shi納na米mi晶jing氧yang化hua鈷gu
，其qi轉zhuan化hua效xiao率lv約yue為wei5％，但其最大的缺點是在僅僅1小時內便會失活。雖然C3N4光催化劑的太陽能到氫氣的轉換效率為隻有2％，但其壽命和穩定性具有突出優點，經過200天後測試其活性仍然沒有明顯衰退。

tongchang，taiyangnengzhiqingguochengzhongchanshengdeguoyanghuaqinghuishicuihuajizhongdu。zhongguodongwudaxuedeyanjiurenyuanyouxiaodijiejuelezheyiwenti。yanjiurenyuanchenggonghechengchuyizhonghanyouC3N4和巴克球的複合催化劑。其中，C3N4光催化劑可以將水分解成氫氣和過氧化氫
，巴克球卻能夠催化過氧化氫分解成水和氧氣
，從而避免了過氧化氫吸附在C3N4催化劑表麵致其中毒，而且巴克球的存在也可以促進催化劑吸收更多的太陽光。

據研究人員計算
，C3N4光催化劑的轉化效率如果能提高到5％
，那麼製氫成本將降低到2.30美元/公斤——該數值遠低於美國能源部4美元/公斤的預期目標。即使在目前階段，利用該催化劑的製氫成本也隻有4美元/公(gong)斤(jin)。因(yin)此(ci)，該(gai)太(tai)陽(yang)能(neng)製(zhi)氫(qing)技(ji)術(shu)有(you)望(wang)獲(huo)得(de)大(da)規(gui)模(mo)應(ying)用(yong)。另(ling)外(wai)，有(you)英(ying)國(guo)大(da)學(xue)專(zhuan)家(jia)指(zhi)出(chu)，由(you)於(yu)過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)本(ben)身(shen)是(shi)一(yi)種(zhong)有(you)價(jia)值(zhi)的(de)工(gong)業(ye)漂(piao)白(bai)劑(ji)和(he)消(xiao)毒(du)劑(ji)，如(ru)果(guo)可(ke)以(yi)將(jiang)產(chan)生(sheng)的(de)過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)加(jia)以(yi)收(shou)集(ji)利(li)用(yong)，該(gai)技(ji)術(shu)的(de)製(zhi)氫(qing)成(cheng)本(ben)將(jiang)進(jin)一(yi)步(bu)下(xia)降(jiang)。