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納米技術催生新一代氫燃料制造方法

作者: 2016年06月27日 來源: 瀏覽量:
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導讀:美國史丹佛大學(StanfordUniversity)的研究人員開發(fā)了一種排放量更低、也更穩(wěn)定的氫(hydrogen)燃料制造方法。史丹佛大學副教授崔屹表示,“如果能讓氫燃料變得更便宜且能普及,可望有數百萬輛汽車采用這
納米技術催生新一代氫燃料制造方法

  導讀:美國史丹佛大學(StanfordUniversity)的研究人員開發(fā)了一種排放量更低、也更穩(wěn)定的氫(hydrogen)燃料制造方法。史丹佛大學副教授崔屹表示,“如果能讓氫燃料變得更便宜且能普及,可望有數百萬輛汽車采用這種干凈的能源。”
  
  美國史丹佛大學(StanfordUniversity)的研究人員開發(fā)了一種排放量更低、也更穩(wěn)定的氫(hydrogen)燃料制造方法;氫燃料一直被視為汽油的替代品,但因為缺乏燃料補充站以及生產過程不能完全達到零排放,而被認為不切實際。
  
  史丹佛大學材料科學暨工程系副教授崔屹(YiCui)表示:“如果能讓氫燃料變得更便宜且能普及,可望有數百萬輛汽車采用這種干凈的能源。”
  
  為了解決二氧化碳排放量問題,崔屹與他的同事采用了新興的太陽能分解水(photovoltaicwatersplitting)技術將太陽能供電的電極浸入水中,當太陽光接觸電極時,會產生電流將水分解為氫與氧。不過以矽制成的傳統(tǒng)太陽能電極曝露于氧氣時會迅速腐蝕。
  
  史丹佛大學的方法是利用釩酸鉍(bismuthvanadate)來制作太陽能電池,該種材料是廉價、會吸收太陽光的化合物,而且具備抗腐蝕的高度穩(wěn)定性;釩酸鉍能產生適中的電量,但崔屹表示:“其性能仍然低于太陽能轉氫燃料的理論轉換效率。”
  
  為了攜帶電流,釩酸鉍制作的太陽能電池必須要小于200奈米,使其看起來是透明的;因此可見光能輕易透過穿透電池來產生電力。為了捕捉陽光,崔屹的團隊轉向采用奈米技術并打造了以數千個約600奈米高的矽奈米錐(nanocones)組成之微型陣列。
  
  史丹佛研究團隊打造了用以捕捉陽光的矽奈米錐微型陣列,以提升釩酸鉍太陽能電池的性能。
  
  “奈米錐結構展現了優(yōu)異的、橫跨廣泛波長范圍的光線捕捉能力,”崔屹表示:“每個奈米錐的形狀都針對太陽光的捕捉進行最佳化,不然光線就只是穿透了纖薄的太陽能電池。”
  
  那些奈米錐陣列被排放在一層釩酸鉍薄膜上,然后一起放置于鈣鈦礦(perovskite)太陽能電池;在浸于水中之后,這個三層串聯(lián)的裝置會立即開始分解水,太陽能-氫轉換效率為6.2%也是釩酸鉍太陽能電池的最大理論轉換效率。該串聯(lián)太陽能電池會持續(xù)10小時制造氫,崔屹并指出,該裝置:“未來仍有很大的進步空間。”

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