太阳能制氢效率是10倍，成本更低！

1月7日，太阳能制氢效率是10倍，成本更低！将水转化为氢和氧方面达到了9%的效率。这代表了技术上的重大飞跃，并比同类太阳能解水制氢设备效率高出近10倍。

几十年来，世界各地的研究人员一直在寻找利用太阳能来生产清洁能源氢的 *** ，即分解水分子形成氢和氧的 *** 。

然而，这些努力大多以失败告终，因为成本太高，而试图以低成本完成的工艺往往又效果不佳。

但研究人员称，这款全新装置更大的好处是降低了可持续氢的成本。这是通过缩小半导体来实现的，半导体通常是设备中最昂贵的部分。

该团队的自修复半导体器件可以承受相当于160个太阳的强光。研究成果已于近期发表在了《自然》杂志上。

“最终，我们相信人工光 *** 用设备将比自然光 *** 用更有效，这将为实现碳中和提供一条途径，”密歇根大学电气和计算机工程教授Zetian Mi说。

据研究人员介绍称，这一突出成果来自两个方面的进展。之一个是在不破坏半导体器件的情况下，承受高强光的照射。

“与一些只在低光强度下工作的半导体相比，我们将半导体的尺寸减小了100多倍，”密歇根大学电气和计算机工程研究员、该研究的之一作者Peng Zhou说。，“用我们的技术生产氢气可能会非常便宜。”

第二个是新装置能利用太阳光谱中能量较高的部分来分解水，同时利用光谱中能量较低的部分来提供热量来促进反应。

这种“魔力”是由一种半导体催化剂实现的，这种催化剂在利用阳光驱动化学反应时，会随着使用而自我修复，减轻催化剂通常会经历的退化反应。

具体而言，这种催化剂由氮化铟镓纳米结构制成，生长在硅表面。半导体晶片捕获光线，将其转化为自由电子和空穴。

纳米结构中布满了直径为1/2000毫米的纳米级金属球，利用这些电子和空穴来帮助引导反应。

面板上有一层简单的绝缘层，将温度保持在75摄氏度的舒适温度，温度足以促进分解反应，同时这个温度也能使半导体催化剂发挥良好作用。

在室外版本的实验（阳光和温度难以把控）中，将太阳能转化为氢燃料的效率达到了6.1%。而在室内，该系统的效率达到了9%的效率。

值得一提的是，研究人员指出，除了处理高光强度外，它还可以在通常对半导体不利的高温下更好地工作。

高温加速了水的分解过程，额外的热量也促使氢和氧保持分离，而不是重新结合并再次形成水。这两种 *** 都帮助研究小组收获了更多的氢气。

未来，该团队打算解决的下一个挑战是进一步提高效率，并实现可以直接输入燃料电池的超高 *** 氢。