太陽能可(kě)以被利用來將(jiāng)水(shuǐ)分離成(chéng)氧氣和氫氣,產生的氫氣是燃料,可使之(zhī)凝結,或進一(yī)步化(huà)學變化後儲存。對於(yú)這個生產過程??光化學(xué)電解(jiě)或是光電解產氫??至今沒有成熟合適(shì)的(de)材料體係。需要的是可以吸收和利用水中光線(xiàn)的半導體,來為(wéi)光電解將電荷載體送至(zhì)材料(liào)表麵,產出氫氣。理想的半導體自(zì)然是矽或是黃銅礦(kuàng),就如光(guāng)伏所用的那樣。然而隻要將矽或黃銅礦半導體浸入水中(zhōng),它們便會立即腐蝕,失去功效。研(yán)究人員不得不為此尋(xún)找新的半導體(tǐ)材料。這在技術上是巨(jù)大的挑戰。
德國赫姆霍茨(cí)柏林中心的(de)科學家與(yǔ)聯邦教研部聯合項目組“Light2Hydrogen”的合作夥伴一起,新(xīn)近成功研(yán)製出(chū)了(le)新型混(hún)合材料(liào),即所謂的聚合氮化碳。分析和測(cè)試結果顯(xiǎn)示,該材料具(jù)備所需要的(de)性能。
將該材料以薄膜形式疊置於黃銅礦(kuàng)或矽基板上,起光催化作用,可將水中太陽光直接(jiē)轉換成氫氣。聯合項目(mù)負責人稱(chēng),新複合材料在低(dī)pH值(zhí)的酸性條件下狀態穩定,通過與黃銅礦和矽的混合作用,形成可(kě)改善性能的額外電場,有光進入時便產出大量氫氣。由此德國的科(kē)學家(jiā)們首次證實,將氮化碳薄膜置於黃銅礦(kuàng)或矽之上,可作(zuò)為光陰極的(de)組成部分用來產氫。
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