6 月 18 日消息，據(jù)新華社報(bào)道，近日，中國(guó)科研人員在太陽(yáng)能水分解制氫領(lǐng)域取得重大突破。天津大學(xué)化工學(xué)院新能源化工團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了一種高效、穩(wěn)定的半透明硫化銦光電陽(yáng)極器件，顯著提升了水氧化反應(yīng)速率，推動(dòng)更加高效耐用的“人工樹(shù)葉”出現(xiàn)。

據(jù)了解，太陽(yáng)能作為一種清潔、可持續(xù)的能源，具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力，但存在間歇性的缺點(diǎn)。無(wú)偏壓太陽(yáng)能水分解技術(shù)通過(guò)直接利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)水分子分解為氫氣和氧氣，能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為可存儲(chǔ)的氫氣，被視為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的潛在途徑。然而，光電陽(yáng)極水氧化反應(yīng)速率較慢，一直是制約該技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

天津大學(xué)化工學(xué)院新能源化工團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一難題，研發(fā)出一種半透明硫化銦光陽(yáng)極器件。該器件具有獨(dú)特的透明特性，不僅顯著提升了水氧化反應(yīng)速率，還能讓部分陽(yáng)光穿透到達(dá)光電陰極，減少太陽(yáng)光的無(wú)效能量損耗。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)有效解決了金屬層不透光效應(yīng)與光生電子跨界面?zhèn)鬏斦系K之間的矛盾。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該半透明硫化銦光陽(yáng)極器件在完全依靠陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了 5.10% 的太陽(yáng)能 — 氫能轉(zhuǎn)換效率，創(chuàng)下該類(lèi)系統(tǒng)的最高紀(jì)錄。這一成果近期發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然?通訊》上。

論文通訊作者、天津大學(xué)化工學(xué)院教授王拓表示，隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展和優(yōu)化，更高效、便宜、耐用的“人工樹(shù)葉”有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些“人工樹(shù)葉”不僅可以覆蓋在建筑物的外墻或屋頂上，甚至可以在沙漠中建立大型“陽(yáng)光制氫站”，為清潔能源的廣泛應(yīng)用提供新的可能。

王拓教授指出：“太陽(yáng)能水分解技術(shù)有望在未來(lái)成為氫能生產(chǎn)的重要途徑，進(jìn)一步推動(dòng)清潔能源的廣泛應(yīng)用。這意味著我們未來(lái)開(kāi)動(dòng)的汽車(chē)、使用的能源將可能源自陽(yáng)光和水的‘人工光合作用’，真正實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)。”