氢能研究新进展！一种“光催化剂”电池将大大提高水分解成氢的效率

一方面，全球变暖会导致冰川和冻土消融、海平面上升，危害自然生态系统的平衡。另一方面，由于温室气体排放导致气温升高，空气流动减慢，短时间无法被吹散的雾霾会影响人类健康。

如果我们要避免全球变暖导致的危机，就必须放弃使用化石燃料。氢作为一种可行的清洁能源，工业界和学术界一直保持高度关注。但是，要实现真正的氢生态友好型社会，我们首先需要能够以足够环保的方式大规模生产氢。

此前，有科学家提出利用太阳能，通过一种称之为“光催化剂”的电池来使水分解成氢气和氧气。但是，这种电池的催化效率并不高，远远达不到大规模生产氢的要求。为了达到目标，科学家需要解决两个难题：一是提高分解效率，二是提高这种光电催化剂电池的耐用性。

近日，日本名古屋工业大学的研究团队通过结合氧化钛(TiO2)和p型立方碳化硅(3C-SiC)两种光催化剂材料，成功制出了高度耐用和高效的水分解电池。

该团队在研究中将半透明的TiO2作为光阳极，3C-SiC作为光阴极。由于每种材料在不同频段吸收太阳能，因此串联结构可以通过允许更多的电荷产生电流，从而显着提高水的分解效率。

Masashi Kato博士说：“我们需要进一步研究以继续改进这种光电化学水分解系统，从而最大限度的生产氢。这项研究显然是非常重要的，它意味着有一天我们可以借助太阳能获取实用的清洁能源，进而实现可持续发展的社会要求。”

该研究论文题为“Durable and efficient photoelectrochemical water splitting using TiO2 and 3C–SiC single crystals in a tandem structure”，已发表在Solar Energy Materials and Solar Cells上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927024821003032?via%3Dihub