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英国研发低成本高稳定光电极,有助光电解水制氢商业化
来源:技术质量管理部 日期:2018-06-11 访问次数: 字号:[ ]

氢燃料可为燃料电池车与家庭提供电力,但当今制氢方式仍以化石燃料为主,因此各家厂商都在寻求低成本绿色制氢技术,而英国艾希特大学(University of Exeter)近日研发新型太阳能燃料技术,有望大幅减少生产成本。

光电化学(PES)电解水制氢技术是备受看好的绿色制氢选项之一,但以往科学人员一直难以找到低成本又符合光电解(photoelectrolysis)热力学与动力能的半导体材料。

如今该团队成功利用廉价且制程简易的喷雾裂解法(Spray Pyrolysis)打造全新 p 型 LaFeO3 光电极(photo-electrode )。该光电极是由镧、铁与氧纳米粒子组成,这种电极会在电化学水制氢之前吸收光,团队认为该型态光电极不仅易于制造,还可以大规模商业化。

研究透过氧化铁镧(lanthanum iron oxide)来制造半导体材料,为光电化学电解水制氢技术提供理想解决方案。艾希特大学 Penryn Campus 校区环境与永续研究所博士生 Govinder Pawar 表示,研究已证明 LaFeO3 光电极拥有理想能带偏移(band alignment),不需要外在偏压(external bias)即可将水分解成 H2 与 O2。

根据其在《Scientific Reports》资料,经研究测试,LaFeO3 光电极法拉第效率(faradaic efficiency,又称库伦效率)不仅达 30%,同时也具有出色稳定性,21 小时测验后也不会衰退,适用于水分解制氢技术,而团队目前正进一步改进材料性能,使其能生产更多氢气。

目前全球约 85% 能源来自于燃烧化石燃料,该团队则致力于找出替代绿能技术,Pawar 表示,氢气是可替代化石燃料能源之一,其能量密度高于化石燃料两倍之多,更何况氢燃料是零排放能源,唯一排出的成分为水。

太阳日照也是地球上最为丰富的再生能源资源,每年可能提供 100,000 太瓦功率,意味着日照一小时就可满足全球整年总能源消耗,善加利用对能源产业与缓解气候变迁大有裨益。

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