納米技術(shù)催生新一代氫燃料制造方法

　　導(dǎo)讀：美國史丹佛大學(xué)(StanfordUniversity)的研究人員開發(fā)了一種排放量更低、也更穩(wěn)定的氫(hydrogen)燃料制造方法。史丹佛大學(xué)副教授崔屹表示，“如果能讓氫燃料變得更便宜且能普及，可望有數(shù)百萬輛汽車采用這種干凈的能源。”
　　
　　美國史丹佛大學(xué)(StanfordUniversity)的研究人員開發(fā)了一種排放量更低、也更穩(wěn)定的氫(hydrogen)燃料制造方法；氫燃料一直被視為汽油的替代品，但因?yàn)槿狈θ剂涎a(bǔ)充站以及生產(chǎn)過程不能完全達(dá)到零排放，而被認(rèn)為不切實(shí)際。
　　
　　史丹佛大學(xué)材料科學(xué)暨工程系副教授崔屹(YiCui)表示：“如果能讓氫燃料變得更便宜且能普及，可望有數(shù)百萬輛汽車采用這種干凈的能源。”
　　
　　為了解決二氧化碳排放量問題，崔屹與他的同事采用了新興的太陽能分解水(photovoltaicwatersplitting)技術(shù)將太陽能供電的電極浸入水中，當(dāng)太陽光接觸電極時(shí)，會產(chǎn)生電流將水分解為氫與氧。不過以矽制成的傳統(tǒng)太陽能電極曝露于氧氣時(shí)會迅速腐蝕。
　　
　　史丹佛大學(xué)的方法是利用釩酸鉍(bismuthvanadate)來制作太陽能電池，該種材料是廉價(jià)、會吸收太陽光的化合物，而且具備抗腐蝕的高度穩(wěn)定性；釩酸鉍能產(chǎn)生適中的電量，但崔屹表示：“其性能仍然低于太陽能轉(zhuǎn)氫燃料的理論轉(zhuǎn)換效率。”
　　
　　為了攜帶電流，釩酸鉍制作的太陽能電池必須要小于200奈米，使其看起來是透明的；因此可見光能輕易透過穿透電池來產(chǎn)生電力。為了捕捉陽光，崔屹的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向采用奈米技術(shù)并打造了以數(shù)千個(gè)約600奈米高的矽奈米錐(nanocones)組成之微型陣列。
　　
　　史丹佛研究團(tuán)隊(duì)打造了用以捕捉陽光的矽奈米錐微型陣列，以提升釩酸鉍太陽能電池的性能。
　　
　　“奈米錐結(jié)構(gòu)展現(xiàn)了優(yōu)異的、橫跨廣泛波長范圍的光線捕捉能力，”崔屹表示：“每個(gè)奈米錐的形狀都針對太陽光的捕捉進(jìn)行最佳化，不然光線就只是穿透了纖薄的太陽能電池。”
　　
　　那些奈米錐陣列被排放在一層釩酸鉍薄膜上，然后一起放置于鈣鈦礦(perovskite)太陽能電池；在浸于水中之后，這個(gè)三層串聯(lián)的裝置會立即開始分解水，太陽能-氫轉(zhuǎn)換效率為6.2%也是釩酸鉍太陽能電池的最大理論轉(zhuǎn)換效率。該串聯(lián)太陽能電池會持續(xù)10小時(shí)制造氫，崔屹并指出，該裝置：“未來仍有很大的進(jìn)步空間。”