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英國研發(fā)低成本高穩(wěn)定光電極,有助光電解水制氫商業(yè)化

2018-05-09 11:04:12 EnergyTrend

氫燃料可為燃料電池車與家庭提供電力,但當(dāng)今制氫方式仍以化石燃料為主,因此各家廠商都在尋求低成本綠色制氫技術(shù),而英國艾希特大學(xué)(University of Exeter)近日研發(fā)新型太陽能燃料技術(shù),有望大幅減少生產(chǎn)成本。

光電化學(xué)(PES)電解水制氫技術(shù)是備受看好的綠色制氫選項之一,但以往科學(xué)人員一直難以找到低成本又符合光電解(photoelectrolysis)熱力學(xué)與動力能的半導(dǎo)體材料。

如今該團隊成功利用廉價且制程簡易的噴霧裂解法(Spray Pyrolysis)打造全新 p 型 LaFeO3 光電極(photo-electrode )。該光電極是由鑭、鐵與氧納米粒子組成,這種電極會在電化學(xué)水制氫之前吸收光,團隊認(rèn)為該型態(tài)光電極不僅易于制造,還可以大規(guī)模商業(yè)化。

研究透過氧化鐵鑭(lanthanum iron oxide)來制造半導(dǎo)體材料,為光電化學(xué)電解水制氫技術(shù)提供理想解決方案。艾希特大學(xué) Penryn Campus 校區(qū)環(huán)境與永續(xù)研究所博士生 Govinder Pawar 表示,研究已證明 LaFeO3 光電極擁有理想能帶偏移(band alignment),不需要外在偏壓(external bias)即可將水分解成 H2 與 O2。

根據(jù)其在《Scientific Reports》資料,經(jīng)研究測試,LaFeO3 光電極法拉第效率(faradaic efficiency,又稱庫倫效率)不僅達 30%,同時也具有出色穩(wěn)定性,21 小時測驗后也不會衰退,適用于水分解制氫技術(shù),而團隊目前正進一步改進材料性能,使其能生產(chǎn)更多氫氣。

目前全球約 85% 能源來自于燃燒化石燃料,該團隊則致力于找出替代綠能技術(shù),Pawar 表示,氫氣是可替代化石燃料能源之一,其能量密度高于化石燃料兩倍之多,更何況氫燃料是零排放能源,唯一排出的成分為水。

太陽日照也是地球上最為豐富的再生能源資源,每年可能提供 100,000 太瓦功率,意味著日照一小時就可滿足全球整年總能源消耗,善加利用對能源產(chǎn)業(yè)與緩解氣候變遷大有裨益。




責(zé)任編輯: 李穎

標(biāo)簽:新能源,英國,光電極,光電解水制氫,商業(yè)化