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美開發出新型高效太陽能制氫技術
來源：科技日報 | 0評論 | 4551查看 | 2014-07-28 10:53:00    
　　通過模仿一棵樹的能量轉換過程，美科學家日前開發出一種高效的太陽能制氫技術。該技術水解氫氣的效率比傳統技術高兩倍以上，且能十分方便地安裝在湖泊、海洋和陸地上，為氫燃料的制備提供了一個新的選擇。

　　對于水解制氫技術，世界各地的科學家們已經探索了多年，但這些技術大都需要將光催化劑淹沒在水中。由于陽光在與水面接觸后會發生折射和衍射，這極大限制了這些技術的制備效率。

　　新研究中，美國威斯康星大學麥迪遜分校材料科學與工程系助理教授王旭東（音譯）與美國林業產品實驗室的蔡志勇（音譯）博士專門對此進行了創新。他們試圖通過模仿樹的能量轉化過程來解決這一難題。

　　物理學家組織網近日報道稱，這一“樹形”設備的頂部是由纖維素制成的面板和用二氧化鈦介孔材料制成的催化劑涂層，它們能最大限度地獲取陽光并增加水與催化劑接觸的面積；而在這顆“樹”的底部，則是由納米碳纖維（CNFs）組成的龐大“根系”，這些納米碳纖維制成的根系組織能夠將水分運輸到頂部的催化劑“葉子”上，在那里，水會被分解成氫氣和氧氣。整個過程與樹木的光合作用極為相似。

　　由于催化劑不會完全淹沒在水中，同時又保證與陽光的充分接觸，這種技術不但大大加快了水分解的時間，在制氫效率上也比傳統技術要高的多。王旭東說，通(tong)常，水解制(zhi)氫(qing)所(suo)使用的催化(hua)(hua)劑呈粉(fen)末狀。不久前，人們開始使用納(na)米線作為(wei)催化(hua)(hua)劑。而他們則第一個(ge)采用了基(ji)于納(na)米碳纖(xian)維(wei)材料的催化(hua)(hua)劑涂層技術(shu)，該技術(shu)與傳(chuan)統技術(shu)相比還具有極為(wei)優(you)異的親水性能(neng)(neng)(neng)。“在(zai)地(di)面上放置一個(ge)盛(sheng)水的容(rong)器就能(neng)(neng)(neng)通(tong)過該技術(shu)獲(huo)取氫(qing)燃料，如果能(neng)(neng)(neng)將(jiang)(jiang)這(zhe)種裝置架設到(dao)湖泊或是(shi)海(hai)洋上將(jiang)(jiang)會更為(wei)便利。該技術(shu)有望最大限度(du)(du)地(di)消除水面環境(jing)的局限性，最大限度(du)(du)地(di)提高太陽能(neng)(neng)(neng)的轉(zhuan)化(hua)(hua)效(xiao)率。以這(zhe)種技術(shu)建立(li)(li)的制(zhi)氫(qing)工廠既能(neng)(neng)(neng)建立(li)(li)在(zai)陸(lu)地(di)上，也能(neng)(neng)(neng)建在(zai)水體上。氫(qing)是(shi)一種綠色能(neng)(neng)(neng)源，適用范圍十(shi)分廣泛，氫(qing)承(cheng)載的能(neng)(neng)(neng)量能(neng)(neng)(neng)夠很(hen)(hen)方(fang)便地(di)被運(yun)輸到(dao)很(hen)(hen)多地(di)方(fang)，無論是(shi)汽(qi)車還是(shi)建筑物。”他說。

　　接下來，王旭東和他的合作者希望制造一個更大規模的原型。該項目由美國能源部資助，目前美國林產品實驗室正在為該技術申請專利。
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