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半导体利用太阳能从水中提取氢气

通过格雷西Valena- 2011年5月11日格林威治时间17:22:0
半导体利用太阳能从水中提取氢气

洛桑联邦理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne)的研究人员正在进行所谓的“人工光合作用”(后续)已经发明了一种技术来覆盖氧化亚铜半导体,这样它就可以利用太阳的能量从水。

Adriana Paracchino和Elijah Thimsen设计了一种光电化学电池,当暴露在阳光下时,可以提供驱动化学反应所需的电流,从而分离氢气(H2从水中)。

在最简单的层面上,想象一块东西,比如一把勺子,放在阳光下的一杯水中。他们的想法是,阳光会照射到勺子上,反过来会引起反应,水分子会分裂,产生(H2气体(一种很容易被用作燃料的储存能量的有效方法)和氧气。

但在现实生活中当然没有那么简单。这个假想的例子实际上只会导致水蒸发。

所以“勺子”需要是一种特殊的勺子,它可以利用来自太阳的能量,而不是使水分子蒸发,而是使水分子分裂——也就是说,进行化学反应。这种化学反应可以通过电流来实现。

氧化亚铜(铜2O),可以用来制作那种特殊的勺子。它通常用于涂料和杀菌剂,是研究最多的半导体之一。自1904年以来,人们就知道它具有感光性。此外,它价格低廉,储量丰富,是解决能源危机的“银弹”(嗯——银匙)。

然而,当铜2O暴露在水和光下,它就会分解,失去它作为神奇勺子的能力。帕拉奇诺和西姆森覆盖了Cu2使用原子层沉积(ALD)技术,这种技术通常用于制造笔记本电脑和其他电子设备的存储芯片。

有了保护层,铜2O可以利用太阳能,并将其转化为电流,从而驱动化学反应,使H2从水中分离。

很酷。“用于光电电化学水还原的高活性氧化物光电阴极”的研究发表在5月的《自然材料》杂志上。新闻报道解读论文说,下一步是提高保护层的电气性能。他们还指出,使用的材料是广泛可用的,技术可以很容易地扩大规模,以大规模生产。

如果这可替代能源这种技术很快就能大规模投入使用,这可能是解决核能困境的答案。