UNIST研發可擴展人造葉片技術，用於綠色氫氣生產

圖 高效無線人造葉片太陽能製氫係統。（來源：蔚山科學技術院）

在邁向碳中和能源的全球競賽中，韓國迎來了重要裏程碑。蔚山科學技術院（UNIST）的研究團隊成功開發出新一代模塊化人造葉片係統

，可在無需外部供電的條件下
，直接利用陽光與水製取氫氣，且全程零碳排放。

該項技術受自然光合作用啟發，旨在生產被譽為化石能源替代品的清潔燃料——綠色氫氣。與傳統的“太陽能電池板+電解槽”方案不同，人造葉片係統省略了電能轉換環節，直接將太陽能轉化為化學能。

這一簡化設計顯著降低了係統能量損失與空間占用
，但長期以來受限於轉換效率低
、耐久性差及規模化困難等問題。

UNIST由李宰成、石相一與張智昱三位教授領銜的研究團隊，利用鉛鈣鈦礦光電極並結合鎳-鐵-鈷催化劑，成功克服上述瓶頸。最終構建的4×4模塊陣列係統實現了11.2%的太陽能轉氫效率，創下當前模塊級應用的最高紀錄。

“這是一次關鍵性的技術突破。”研究人員表示
，“突破10%的效率門檻
，且基於可擴展模塊
，表明該技術已經具備商業化潛力。”

此次成果的核心在於材料科學方麵的創新：氯(lv)摻(chan)雜(za)的(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)光(guang)吸(xi)收(shou)層(ceng)實(shi)現(xian)高(gao)效(xiao)光(guang)捕(bu)獲(huo)，具(ju)備(bei)紫(zi)外(wai)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)載(zai)流(liu)子(zi)傳(chuan)輸(shu)層(ceng)與(yu)先(xian)進(jin)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)保(bao)護(hu)機(ji)製(zhi)共(gong)同(tong)保(bao)障(zhang)了(le)係(xi)統(tong)的(de)長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)穩(wen)定(ding)性(xing)。測(ce)試(shi)表(biao)明(ming)
，該(gai)模(mo)塊(kuai)在(zai)連(lian)續(xu)日(ri)照(zhao)與(yu)濕(shi)度(du)環(huan)境(jing)下(xia)運(yun)行(xing)140小時後
，仍保持初始性能的99%。

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，gairenzaoyepianjubeilianghaodekekuozhanxing，kebeijichengzhidamianjiguangfuzhenliezhong，leisiyuchuantongtaiyangnengdianchiban，weiweilaigongchenghuabushudiandingjichu。

相關研究成果已發表於2025年5月6日的《Nature Communications》期刊，並獲得韓國科學技術信息通信部（MSIT）氣候變化應對與科研人員交流項目，以及基礎科學研究院（IBS）的資助支持。

隨著全球各國政府與產業界積極尋求低碳能源解決方案，韓國開發的人造葉片技術有望在全球氫能經濟中占據一席之地。

翻譯人：沈亞皓

來源：https://fuelcellsworks.com/2025/06/23/green-hydrogen/unist-develops-scalable-artificial-leaf-for-green-hydrogen-production-p20150570