在過去,人們大多都以矽材為主來製造人工光合作用,通過陽光電解水來製氫,雖然矽材價格便宜且容易取得,但效率卻不高,更有穩定性的問題。如今,美國萊斯大學 (Rice University) 的研究人員創建立了新型太陽能設備,與「人造葉」設計非常相似,該系統不但能自給自足,且生產成本相對較低。

「人造葉」竟能將陽光轉為氫燃料    (圖片:AFP)

近十年來,受到矚目的鈣鈦礦太陽能電池,轉換效率已經從 3% 提高到 25%,新的太陽能系統便是由鈣鈦礦太陽能電池所組成,該太陽能電池連接到,由能電解水的催化劑製成的電極上,當陽光照射到太陽能電池上時,產生的電能為催化劑提供動力,催化劑進而將水分解為氧氣和氫氣。

新型「人造葉」則是由兩個鈣鈦礦太陽能電池與兩個 CoP 觸媒電所極組成,陽光到氫​​氣的效率約為 6.7%,對於這些類型的系統而言,效率相對較高。

萊斯大學研究團隊指出,新型「人造葉」最有用的功能就是新設計的獨立性,太陽能電池和電極都在一個單元中,太陽能電池組被封裝在聚合物的外殼內,以保護它們免受水的損害,同時能讓陽光直射。基本上可以將該設備放入陽光直射的水中,並長時間運行,根據需要產生氫氣。

新型人造葉系統 (圖片:newatlas)

新型人造葉系統 (圖片:newatlas)

萊斯大學研究員 Jun Lou 表示:「即使沒有陽光,也可以使用化學燃料形式的儲存能量,可以將生產氫氣和氧氣個別放在單獨的儲罐中,再通過像是燃料電池的設備,將這些燃料轉化為電能。」

萊斯大學研究小組也表示,鈣鈦礦太陽能電池經過了調整,因此不需要昂成本貴的組件,像是鉑,這將降低生產設備的成本,並使它們更適於商業生產。新型人造葉除製造氫燃料用於發電外,也正在探索作其他領域,像是藥物、化肥、合成氣等其他化學化合物的應用。

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