美國萊斯大學工程師將下一代鹵化物鈣鈦礦半導體與電催化劑相結(jié)合，研制出了一款耐用、成本效益高且可擴展的光電化學電池，其能以20.8%破紀錄的效率將太陽能轉(zhuǎn)化為氫氣。最新設備可作為一個化學反應平臺，利用太陽能產(chǎn)生燃料。相關(guān)論文刊發(fā)于最新一期《自然·通訊》雜志。

　　研究團隊表示，利用陽光作為能源制造化學品是清潔能源經(jīng)濟領(lǐng)域的最大難題之一，他們希望建立經(jīng)濟可行的平臺，利用太陽能產(chǎn)生燃料。鑒于此，在最新研究中，他們設計出能將吸收的光轉(zhuǎn)化為電，并利用轉(zhuǎn)化而來的電力完成水解反應生成氫氣的光電化學電池。

　　迄今，利用光電化學技術(shù)生產(chǎn)綠氫（由太陽能等可再生能源產(chǎn)生的氫）一直面臨半導體效率低且成本高兩大障礙。研究團隊還有一個必須要克服的挑戰(zhàn)是，鹵化物鈣鈦礦在水中極不穩(wěn)定，用于讓半導體絕緣的涂層要么會破壞其功能，要么會損壞它們。

　　經(jīng)過多次嘗試，研究人員終于成功找到了解決方案。他們認為屏障需要兩層，一層用來阻擋水；另一層用來在鈣鈦礦層和保護層之間形成良好的電接觸。最終在使用鹵化物鈣鈦礦半導體的情況下，光電化學電池的效率達最高。

　　團隊表示，所有此類設備都只使用陽光和水來生產(chǎn)綠氫，但此次研發(fā)的設備獨特之處在于，它將太陽能轉(zhuǎn)化為氫的效率創(chuàng)出新紀錄，而且其使用的半導體非常便宜。研究人員希望這樣的系統(tǒng)可成為一個新平臺，僅以陽光為能量輸入，驅(qū)動電子發(fā)生反應，并生成燃料。

作者：劉霞 來源：科技日報 責任編輯：jianping