发布时间: 2015-05-27
来源：中国科技网
科技日报柏林5月25日电 （记者顾钢）德国柏林的赫尔姆茨太阳能燃料研究所研究人员应用特殊纳米材料，日前发明了高效利用太阳能制氢新工艺。这种纳米材料可以使太阳能转化为电能的效率达到80%。
新工艺采用的是水电解原理。在中学课堂上我们就知道，将两根电极插入水中，在电磁场作用下，水可以分解成氢气和氧气。氢是一种可以存储的能源，氢燃料电池可以应用在汽车等众多领域。通常电解水需要耗费大量电能，在产生氢能的同时又在消耗能源。这种能源转化并不经济，于是赫尔姆茨太阳能燃料研究所研究人员想到了利用太阳能，但是太阳能的能源转换效率通常比较低，不能满足电解水需要，为此他们研究出一种纳米材料电极。这种电极可以大大提高太阳能转换为电能的效率，从而提高电解水的制氢能力。
研发利用太阳能电解水的电极材料并不是件容易的事，因为电解水制氢过程最好是在酸性环境下进行，但这样的环境容易使太阳能电池生锈，而且采用传统电极需要昂贵的稀有金属铂或铂铱化合物。为此，研究人员想出一个解决办法，他们用黄铜制成用二氧化钛包覆的透明、轻质的薄膜材料。二氧化钛薄膜是多晶体，并含有铂纳米颗粒。这种新的金属复合材料可以在阳光照射下产生0.5伏特的光压，以及每平方厘米38毫安的光电能，并能作为制氢的催化剂，也可防止电极生锈。
该项目负责人尼德利克称，采用这项新技术可以使阳光中可见光的80%转化成光电能并用于制氢。目前该项目还有许多试验要做，要达到实际应用效果，复合电极之间的电磁场至少要达到1.8伏特。尼德利克表示，“我们的实验证明，未来完全可以利用太阳能来生产氢燃料。我们已与一家公司合作使光制氢项目工业化”。
总编辑圈点
能源技术的发展对当今社会的重要性不言而喻，而清洁高效且用之不竭的能源更能给社会各方面带来深远的影响。利用纳米材料技术，德国的科学家将水和太阳能转化成了清洁的氢能源，转化效率高达80%，且对材料本身没有太多损耗。虽然这项技术离工业化还有段路要走，然而，科学家的实验也告诉我们，材料技术的新应用让原本高成本的物质能量转化过程变得简单和容易。也许在除了能源技术之外的其他领域，创新的材料技术也能带给我们意外的惊喜。
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