英国研究人员研发光电制氢装置，效率超20%

根据《自然通讯》报道，英国莱斯大学Aditya Mohite实验室的工程师将卤化物钙钛矿半导体与电催化剂结合在一个单一、耐用、成本效益高且可扩展的设备中，以破纪录的20.8%效率将阳光转化为氢气。这项新技术是清洁能源向前迈出的重要一步，可以作为一个广泛的化学反应平台，利用太阳能发电将原料转化为燃料。

Aditya Mohite的实验室专门从事化学和生物分子工程，率先构建了这种集成的光反应器。该器件设计中的一个关键元素是防腐蚀屏障，可以在不阻碍电子转移的情况下有效地将半导体与水绝缘。化学和生物分子工程博士生、该研究的主要作者之一Austin Fehr强调了这项工作的重要性。“我们的目标是建立经济可行的平台，生产太阳能衍生燃料。在这里，我们设计了一个吸收光并在其表面完成电化学水分解化学的系统。”

该装置被称为光电化学电池，因为光的吸收、转化为电以及利用电为化学反应提供动力都发生在同一装置中。迄今为止，利用光电化学技术生产绿色氢气一直受到半导体效率低和成本高的阻碍。Fehr解释了他们发明的区别：“所有这种类型的设备都只使用阳光和水来生产绿色氢气，但我们的设备与众不同，因为它具有破纪录的效率，而且使用的半导体非常便宜。”

Mohite实验室及其合作者将太阳能电池变成一个反应堆来创造这种设备，该反应堆可以利用收集的能量将水分解为氧气和氢气。必须克服的挑战是，卤化物钙钛矿在水中极不稳定，用于绝缘半导体的涂层最终要么破坏了它们的功能，要么损坏了它们。在过去的两年里，研究人员反复尝试不同的材料和技术，终于找到了一个成功的解决方案。Fehr说：“我们的关键见解是，屏障需要两层，一层用来阻挡水，另一层用来在钙钛矿层和保护层之间形成良好的电接触。” “我们的结果是，在没有太阳能聚光的情况下，光电化学电池在使用卤化物钙钛矿半导体的情况下效率最高。这可能是有史以来第一次为这种类型的器件提供商业可行性的途径。随着稳定性和规模的进一步提高，这项技术可能会开启氢经济，并改变人类制造从化石燃料到太阳能燃料的方式。”

• （以上内容转载自国际能源小数据）

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