據國外網站報道, 一個國際研究團隊現已成功地將太陽能直接分解水制氫的效率提高到19% , 創造了新的世界紀錄. 他們通過將由銠納米顆粒和結晶二氧化鈦催化劑塗層製備而成太陽能電池串聯, 從而實現該記錄. 來自加州理工學院, 劍橋大學, 伊爾梅瑙工業大學和弗勞恩霍夫太陽能研究所的研究團隊共同參與了開發工作. 部分實驗在柏林Helmholtz-Zentrum的太陽能燃料研究所進行.
科研人員發現, 使用太陽能電池與催化劑和額外功能層結合在一起形成 '單片光電極' 可以進行水解反應: 將光電陰極浸入水性介質中, 當光線落在其上時, 正面會產生氫氣, 背面會產生氧氣.
透明防腐層
此次研究的重點也是單片光電陰極, 研究團隊將額外的功能層與III-V半導體製成的高效串聯電池相結合, 能夠顯著降低電池的表面反射率, 從而避免由光吸收和反射引起的能量損失. 該研究團隊在2015年已經實現了超過14% 的效率, 如今採用結晶二氧化鈦層取代了防腐頂層, 不僅具有優異的抗反射性能, 而且可以直接將催化劑顆粒附著在其表面. 此外, 科研人員還使用了一種新的電化學方法來生產銠納米顆粒催化劑, 用於催化水分解反應, 顆粒的直徑僅為10納米, 光學上幾乎是透明的, 因此非常適合光解水反應.
