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        光電制氫裝置轉(zhuǎn)化效率破紀錄

        2023-05-15 00:44:11鐘涵軒
        石油石化綠色低碳 2023年5期
        關(guān)鍵詞:鹵化物鈣鈦礦制氫

        據(jù)報道,萊斯大學研究人員發(fā)明了一種光電技術(shù)制氫裝置,該裝置將下一代鹵化物鈣鈦礦半導體與電催化劑集成在一個單一的、耐用的、具有成本效益和可擴展的裝置中,是一個太陽能驅(qū)動的水分解電池。研究表明,該裝置實現(xiàn)了破紀錄20.8%的太陽能制氫轉(zhuǎn)換效率。

        該技術(shù)是清潔能源發(fā)展的重要一步,可以作為一系列化學反應(yīng)的平臺,利用太陽能收集的電能將原料轉(zhuǎn)化為燃料。Aditya Mohite實驗室使用防腐屏障將半導體與水隔離,而不阻礙電子的轉(zhuǎn)移,建造了集成光反應(yīng)器,可以吸收光并在其表面完成電化學水分解,這種裝置被稱為光化學電池,光吸收、轉(zhuǎn)化為電并為化學反應(yīng)提供動力都發(fā)生在同一裝置中。目前光電技術(shù)生產(chǎn)綠氫受半導體效率低和成本高的限制,但該裝置能量轉(zhuǎn)換效率高并且使用半導體價格較低。

        Aditya Mohite實驗室將太陽能電池轉(zhuǎn)化為一個可以利用收集的能量將水分解成氧氣和氫氣的反應(yīng)裝置,但鹵化物鈣鈦礦在水中極不穩(wěn)定,用于隔離半導體的涂層最終將破壞功能。研究人員表示,通過嘗試不同的材料和技術(shù),可以通過建立兩層屏障解決鈣鈦礦不穩(wěn)定問題,一層阻擋水,另一層在鈣鈦礦層和保護層之間保持良好的電接觸。結(jié)果表明,在沒有太陽能集中的情況下,使用鹵化物鈣鈦礦半導體的光化學電池效率最高。研究人員表示,此前該裝置使用的半導體效率低、成本高,該技術(shù)可能是此類裝置首次實現(xiàn)商業(yè)可行性的途徑。隨著穩(wěn)定性和規(guī)模進一步提高,該技術(shù)可以開辟氫經(jīng)濟,改變從化石燃料到太陽能燃料的生產(chǎn)方式。

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