太阳能“裂水制氢”突破！效率是同类装置10倍 成本还更低

通过学生模仿学习自然进行光合作用的关键技术步骤，美国密歇根大学生活最近开发了一种发展新型太阳能电池板，在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历史飞跃，并比同类研究太阳能解水制氢设备管理效率水平高出近10倍。

几十年来，世界发展各地的研究工作人员一直在不断寻找可以利用太阳能来进行生产企业清洁能源氢的方法，即分解水分子形成氢和氧的方法。然而，由于试图以低成本完成的过程成本高、效果差，这些努力大多以失败告终。

但研究工作人员称，这款设计全新技术装置可以最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我们可以自己承受能力相当于160个太阳的强光，研究结果也是在近日发表在了《自然》杂志上。

“最终，我们可以相信通过人工进行光合作用以及设备将比自然光合作用更有效，这将为企业实现碳中和学生提供一条重要途径，”密歇根大学电气和计算机信息工程教授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。第一个是在不破坏中国半导体电子器件的情况下，承受高强光的照射。

“与一些只能在低光强下工作的半导体相比，我们将半导体的尺寸缩小了100多倍,”该密歇根大学的电气和计算机工程研究员、该研究的主要作者周(音译)表示。，“用我们的技术企业生产过程中氢气可能会影响非常便宜。”

第二个是新装置能利用太阳光谱中能量水平较高的部分来分解水，同时可以利用光谱中能量效率较低的部分来研究提供大量热量来促进学生反应。这种“魔力”是由一种具有半导体催化剂可以实现的，这种影响催化剂在利用学生阳光驱动发展化学反应时，会随着企业使用而自我保护修复，减轻催化剂通常会经历的退化反应。

具体来说，这些催化剂是由氮化铟镓纳米结构制成，并在硅表面生长。半导体晶片进行捕获光线，将其转化为学生自由发展电子和空穴。纳米材料结构中布满了直径为1/2000毫米的纳米级金属球，利用我们这些企业电子和空穴来帮助学生引导市场反应。