克服光电化学电池的挑战
这种装置被称为光电化学电池,因为光的吸收、转化为电以及利用电为化学反应提供动力都发生在同一装置中。
到目前为止,利用光电化学技术生产绿色氢受到半导体效率低和高成本的阻碍。
创新之旅与未来展望
Mohite实验室及其合作者将他们高度竞争的太阳能电池转化为一个可以利用收集的能量将水分解成氧气和氢气的反应堆,从而创造了这个设备。他们必须克服的挑战是,卤化物钙钛矿在水中极不稳定,用于隔离半导体的涂层最终会破坏它们的功能或损坏它们。
莱斯大学化学工程师、该研究的合著者迈克尔·王(Michael Wong)说:
“在过去的两年里,我们反复尝试不同的材料和技术。”
“经过长时间的试验未能取得预期的结果,现在,研究人员终于找到了一个成功的解决方案。”
“我们的关键见解是,你需要两层屏障,一层阻挡水,另一层在钙钛矿层和保护层之间保持良好的电接触,”费尔说。“我们的研究结果表明,在没有太阳能集中的情况下,光电化学电池的效率最高,而使用卤化物钙钛矿半导体的设备效率最高。”
费尔说:“这是历史上由昂贵的半导体主导领域的第一次,并且可能首次代表了这种类型设备的商业可行性。”
研究人员表示,他们的屏障设计适用于不同的反应和不同的半导体,使其适用于许多系统。
Mohite说:“我们希望这样的系统将作为一个平台,利用充足的原料,仅以阳光作为能量输入,驱动大范围的电子进行燃料形成反应。”
费尔补充说:“随着稳定性和规模的进一步提高,这项技术可以开辟氢经济,改变人类从化石燃料到太阳能燃料的生产方式。”
(素材来自:Rice University全球氢能网、新能源网综合)