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xing140小時後，仍保持初始性能的99%。

尤you為wei關guan鍵jian的de是shi，該gai人ren造zao葉ye片pian具ju備bei良liang好hao的de可ke擴kuo展zhan性xing，可ke被bei集ji成cheng至zhi大da麵mian積ji光guang伏fu陣zhen列lie中zhong
，類lei似si於yu傳chuan統tong太tai陽yang能neng電dian池chi板ban，為wei未wei來lai工gong程cheng化hua部bu署shu奠dian定ding基ji礎chu。

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