一個國際研究團隊現(xiàn)已成功地將太陽能直接分解水制氫的效率提高到19％，創(chuàng)造了新的世界紀錄。他們通過將由銠納米顆粒和結(jié)晶二氧化鈦催化劑涂層制備而成太陽能電池串聯(lián)，從而實現(xiàn)該記錄。來自加州理工學院，劍橋大學，伊爾梅瑙工業(yè)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(fā)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(fā)現(xiàn)，使用太陽能電池與催化劑和額外功能層結(jié)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(zhì)中，當光線落在其上時，正面會產(chǎn)生氫氣，背面會產(chǎn)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半導體制成的高效串聯(lián)電池相結(jié)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(jīng)實現(xiàn)了超過14％的效率，如今采用結(jié)晶二氧化鈦層取代了防腐頂層，不僅具有優(yōu)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(chǎn)銠納米顆粒催化劑，用于催化水分解反應，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。