太阳升起在新太阳能氢路线

一个新的、更有效的方式使用阳光将水分解成氢气和氧气中国和以色列的研究人员开发的。¹水是第一次过氧化氢氧化,然后由一个廉价的化学催化剂来分解。研究人员认为这个过程,只需要便宜,稳定和环境友好催化剂,已经最可行的光解技术,但它也有很大的优化空间。

生产氢的阳光是具有挑战性的。最著名的过程是photoelectrolysis:光伏电池捕捉光子的能量和潜在的区别是用来分解水。1.23电动汽车所需的最小能量,但是直接水分解反应所得的复杂,four-electron通路,所以需要大约2 v的电压达到可观的反应速率。这可以叫三个甚至四个太阳能电池,这就增加了费用。

一个更简单的选择是光催化,light-absorbent粉催化剂只是悬浮在水中,吸收光子和催化分解过程。原则上,这是更便宜和易于工业化。然而,许多论文的效率低于0.1%,需要昂贵的材料,如黄金、或停止工作很快,常常因为副反应,如过氧化氢生产,毒药的催化剂。

在中国苏州大学的研究人员领导的Zhenhui康决定过氧化氢生产最大化。他们设计了一个包含复合催化剂便宜,地球上充足的C₃N₄在一个特别设计包含碳nanodots复合。C₃N₄光催化剂水分解为氢和过氧化氢,它通常会坚持的表面催化剂中毒。然而,碳nanodots作为化学催化剂过氧化氢分解成水和氧气。nanodots还允许催化剂吸收更多的光。

新催化剂solar-to-hydrogen转换效率为2%。最好的水分解日期是纳米晶体钴氧化物光催化剂,转换效率约为5%。²然而,这开始失去在1小时内活动。当前的光催化剂,然而,没有退化后200天。研究人员计算得出,如果他们优化光催化剂,因此转化率5%这将降低制氢成本2.30美元/公斤(£1.50 /公斤),远低于美国能源部的目标4美元/公斤。即使在这个阶段,我们只有6美元,”作者说Yeshayahu谨言,现在Technion——以色列理工学院。

史蒂夫•邓恩英国伦敦大学玛丽皇后,说材料是“一个完整的游戏规则改变者”。Erwin Reisner英国剑桥大学的指出过氧化氢本身就是一个有价值的工业漂白和消毒,并表明它可能是有趣的,因此,调查的方法除去过氧化氢催化剂的表面而不分解。