使用地球丰富的材料从太阳中有效地收集氢燃料

比赛正在进行，以优化太阳能的性能。更高效的硅光伏板，染料敏化太阳能电池，浓缩电池和热力太阳能电池都追求相同的目标：从太阳光产生最大量的电子。然后，这些电子可以转换成电能，打开灯并为冰箱供电。

在MichaelGrätzel领导的EPFL光子学和界面实验室，科学家们发明了模仿植物光合作用的染料太阳能电池，他们还开发了通过太阳能水分解产生氢气等燃料的方法。

要做到这一点，他们要么使用光电化学电池，当暴露在阳光下时将水直接分解为氢气和氧气，要么将发电电池与分离水分子的电解槽结合起来。

通过使用后一种技术，Grätzel的博士后学生罗静山和他的同事们获得了如此惊人的表现，以至于他们的成就今天发表在“ 科学 ”杂志上。他们的设备在钙钛矿吸收剂上将12.3%的能量转化为氢气 - 这种化合物可以在实验室中从普通材料中获得，例如传统汽车电池中使用的材料，从而消除了对稀土金属的需求。生产可用的氢燃料。

瓶装太阳

这种高效率为用于转换太阳能的其他技术提供了激烈的竞争。但是这种方法比其他方法有几个优点：

“细胞中使用的钙钛矿和构成电极的镍和铁催化剂都需要地球上丰富的资源，而且价格便宜，”金景山解释说。“但是，我们的电极的工作方式与通常使用的昂贵的铂金模型一样好。”

另一方面，太阳能转化为氢气使其存储成为可能，这解决了可再生电力面临的最大缺点之一 - 需要在生产时使用它。

“一旦你有了氢，就把它存放在一个瓶子里，无论你想要什么，你都可以随意使用它，”MichaelGrätzel说道。这种气体确实可以燃烧 - 在锅炉或发动机中 - 仅释放水蒸气。它还可以通过燃料电池按需发电。在EPFL实现12.3%的转换效率“很快就会变得更高”，Grätzel承诺。

更强大的细胞

这些高效率值基于钙钛矿电池的特性：它们产生大于1V的开路电压的能力(硅电池在0.7V时停止，用于比较)。

“水电解发生并获得可开采的气体需要1.7 V或更高的电压，”金景山解释说。为了获得这些数字，需要三个或更多个硅电池，而只有两个钙钛矿电池就足够了。结果，相对于所需的光吸收剂的表面具有更高的效率。“这是我们第一次只用两个电池就可以通过电解获得氢气!” 罗补充道。

太阳能电池暴露在光线下时，大量的微小气泡从电极中逸出，这说明它比以往任何时候都要好：太阳和水的结合为开发未来的能量铺平了一条充满希望和热情的方式。

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