据国外网站报道, 一个国际研究团队现已成功地将太阳能直接分解水制氢的效率提高到19% , 创造了新的世界纪录. 他们通过将由铑纳米颗粒和结晶二氧化钛催化剂涂层制备而成太阳能电池串联, 从而实现该记录. 来自加州理工学院, 剑桥大学, 伊尔梅瑙工业大学和弗劳恩霍夫太阳能研究所的研究团队共同参与了开发工作. 部分实验在柏林Helmholtz-Zentrum的太阳能燃料研究所进行.
科研人员发现, 使用太阳能电池与催化剂和额外功能层结合在一起形成 '单片光电极' 可以进行水解反应: 将光电阴极浸入水性介质中, 当光线落在其上时, 正面会产生氢气, 背面会产生氧气.
透明防腐层
此次研究的重点也是单片光电阴极, 研究团队将额外的功能层与III-V半导体制成的高效串联电池相结合, 能够显著降低电池的表面反射率, 从而避免由光吸收和反射引起的能量损失. 该研究团队在2015年已经实现了超过14% 的效率, 如今采用结晶二氧化钛层取代了防腐顶层, 不仅具有优异的抗反射性能, 而且可以直接将催化剂颗粒附着在其表面. 此外, 科研人员还使用了一种新的电化学方法来生产铑纳米颗粒催化剂, 用于催化水分解反应, 颗粒的直径仅为10纳米, 光学上几乎是透明的, 因此非常适合光解水反应.
