只借助陽光就能從水中“取出”氫氣？

     近日，某研究人員開發(fā)出一種新材料——納米多孔立方碳化硅（3C-SiC），它可以捕獲太陽能，并將水分解產(chǎn)生氫氣。該研究負(fù)責(zé)人說：“人們需要新的可持續(xù)能源系統(tǒng)應(yīng)對(duì)全球能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，例如二氧化碳排放增加和氣候變化。”

     氫的能量密度是汽油的3倍，當(dāng)氫氣被用來產(chǎn)生能量時(shí)，唯一產(chǎn)物是純水。然而，每生產(chǎn)1噸氫氣，就會(huì)排放9~12噸二氧化碳。而利用太陽能分解水分子產(chǎn)生氫氣是一種可持續(xù)的方法，而且不會(huì)導(dǎo)致二氧化碳排放。這種方法的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是能將太陽能轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存的燃料。

     “傳統(tǒng)的太陽能電池在白天產(chǎn)生能量，但這些能量必須立即使用，或者儲(chǔ)存在電池中。氫是一種很有前途的能源，它可以像汽油和柴油等傳統(tǒng)燃料一樣儲(chǔ)存和運(yùn)輸?！毖芯咳藛T說。

     為此，研究人員需要找到一種經(jīng)濟(jì)高效的材料，從而通過光電解將水分解成氫和氧。陽光中用來分解水的能量主要以紫外線和可見光的形式存在，因此，需要一種能夠有效吸收這種輻射，進(jìn)而產(chǎn)生電荷的材料。

     該研究小組最終開發(fā)出3C-SiC。這種碳化硅有許多非常小的孔，它們有很好的性能，可以利用陽光從水中獲得氫氣。實(shí)驗(yàn)顯示，這種新型多孔材料可以有效捕捉和收集紫外線及大部分可見光。而且，多孔結(jié)構(gòu)促進(jìn)了所需能量電荷的分離，而小孔隙則提供了較大的活性表面積，增強(qiáng)了電荷轉(zhuǎn)移，增加了反應(yīng)位點(diǎn)的數(shù)量，從而進(jìn)一步提高水分解效率。

     “我們已經(jīng)證明納米多孔3C-SiC具有更高的電荷分離效率，這使得水分解氫效率比使用平面碳化硅好得多?！毖芯咳藛T表明。