美科學家大幅提高分解水分子存儲太陽能效率

作者： 2016年11月03日 來源： 瀏覽量：
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太陽能是取之不盡的清潔能源，但要充分利用太陽能，需解決如何以較低成本儲存太陽能以供隨時使用這一關鍵問題。美國斯坦福大學一個團隊10月31日報告說，他們對通過分解水分子儲存太陽能的方法進行了改進，使這種方法
　　太陽能是取之不盡的清潔能源，但要充分利用太陽能，需解決如何以較低成本儲存太陽能以供隨時使用這一關鍵問題。美國斯坦福大學一個團隊10月31日報告說，他們對通過分解水分子儲存太陽能的方法進行了改進，使這種方法的儲能效率達到30%，是目前同類方法中最高效的。
 
　　這種方法涉及的科學原理并不復雜：首先利用太陽能電池把水分子分解為氧氣和氫氣，然后在需要時釋放上述過程中所儲存的化學能，其方式可以是使生成的氧氣和氫氣重新結(jié)合生成水，也可以是在內(nèi)燃機里燃燒氫氣。
 
　　這一儲能原理早已提出，但如何使其成為高效的工業(yè)流程卻是一個難題。斯坦福大學一個交叉學科團隊在英國《自然·通訊》雜志上發(fā)表論文說，他們對上述方法做了三方面改進。首先，他們使用的三結(jié)太陽能電池不同于常規(guī)硅基太陽能電池。這種太陽能電池由3種不常見半導體材料制成，可以依次吸收太陽光中的藍光、綠光和紅光，將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能的效率提高至39%，而常規(guī)硅基太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率僅為20%左右。
 
　　其次，研究人員著重改進了用以分解水分子的催化劑，大幅提高了催化效率。此外，他們將兩個相同的電解裝置合并起來同時反應，制備出兩倍的氫氣，而此前這類方法通常只采用一個電解裝置。實驗表明，改進后的這種方法的儲能效率達到30%，超過了24.4%的行業(yè)同類方法最高紀錄。
 
　　斯坦福大學化學工程與光子科學副教授托馬斯·賈拉米洛說，這項成果距離把分解水分子這項儲能技術發(fā)展為實用而可持續(xù)的工業(yè)流程更近了一步，下一步他們將繼續(xù)研究如何以成本較低的材料和裝置取得相似的儲能效率。
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