開啟綠色氫能量產新紀元：利用自然陽光實現高效製氫！

KIMM成功展示576 cm²超大麵積光電極係統

韓國機械材料研究院（院長：柳錫鉉
，以下簡稱KIMM）隸屬於國家科學技術研究會（會長：金永植），成功開發出一項可在自然陽光下穩定產生高光電流、congergaoxiaozhibeiqingqidexianjinjishu。gaijishutongguojianhuayiwangfuzadeduobuzhouzhibeiliucheng，dafusuoduanlezhizaoshijian，yujijiangjiasutaiyangnengqudongqingqizhibeijishudeshangyehuajincheng。

由KIMM納米融合製造研究本部納米光刻與製造研究中心主任、首席研究員李智惠博士（Dr. Jihye Lee）領導的研究團隊
，開發出一項新技術，可顯著提升BiVO₄（釩酸鉍）光電極的生產效率

，從而最大化氫氣產率。BiVO₄是一種金屬氧化物，因其優異的光吸收能力及較高的太陽能到氫能（STH）轉換效率，被認為是太陽能分解水製氫係統的關鍵材料。

在此之前，BiVO₄前驅體溶液的濃度上限僅為100 mM
，製備高性能薄膜需反複進行超過八次的旋塗和熱處理工序，嚴重影響了製程效率並增加了材料消耗，導致生產率較低。

為克服這一瓶頸
，研究團隊通過優化乙酰丙酮
、醋酸與二甲基亞碸（DMSO）的混合比例，成功製備出高濃度BiVO₄前驅體溶液。使用該溶液，僅需一次旋塗即可形成均勻且性能優異的BiVO₄薄膜
，製備效率相比傳統工藝提升了約5.9倍。

此外
，團隊成功製備出單塊麵積達144 cm²的大尺寸光電極
，並將四塊串聯構建成576 cm²dechaodamianjiguangdianjixitong。zhideyitideshi
，yanjiurenyuanjianggaixitongyuguitaiyangnengdianchibinglianhou，jinyikaoziranyangguangjikeshixianqingqidewendingshengcheng，wuxuwaibudianyuanzhichi。gaixitongzaiziranyangguangxiarengnengchanshengwendingqiegaoxiaodeguangdianliu
，jidatigaolelvsezhiqingjishudejingjixingyunengxiao，xianzhuzengqiangleqishangyehuaqianjing。

李智惠博士表示：“本研究通過開發高濃度BiVO₄前(qian)驅(qu)體(ti)溶(rong)液(ye)，在(zai)大(da)麵(mian)積(ji)光(guang)電(dian)極(ji)的(de)製(zhi)備(bei)效(xiao)率(lv)與(yu)產(chan)能(neng)方(fang)麵(mian)實(shi)現(xian)了(le)重(zhong)大(da)突(tu)破(po)。我(wo)們(men)期(qi)待(dai)這(zhe)一(yi)成(cheng)果(guo)能(neng)為(wei)實(shi)現(xian)可(ke)持(chi)續(xu)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)型(xing)與(yu)綠(lv)色(se)氫(qing)氣(qi)的(de)商(shang)業(ye)化(hua)作(zuo)出(chu)積(ji)極(ji)貢(gong)獻(xian)。”

基於該項技術

，研究團隊已申請國內及PCT（專利合作條約）專利。研究成果已發表在英國皇家化學會旗下國際權威期刊 Journal of Materials Chemistry A（JCR一區
，影響因子：10.7）上。

論文題目為：“Breakthrough in the large area photoanode fabrication process: high concentration precursor solution with solvent mixing and one step spin coating for high PEC performance of BiVO₄”（https://doi.org/10.1039/D4TA03349C）。

本研究得到KIMM基礎研究項目（“麵向超真實擴展現實設備的核心納米製造技術開發”）、韓國中小企業與初創企業部（產學研平台合作R&D項目）以及韓國產業通商資源部（電子元件產業技術開發項目與產業技術煉金術項目）的資助支持。

翻譯人：高豐言

來源：https://fuelcellsworks.com/2025/05/22/clean-energy/opening-the-door-to-mass-production-of-green-hydrogen-using-natural-sunlight