中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：北京時(shí)間9月29日消息，科學(xué)日?qǐng)?bào)報(bào)道，現(xiàn)在科學(xué)家們都在尋找最優(yōu)化太陽(yáng)能量的方法。硅光伏電能電池板、染料敏化太陽(yáng)能電池、集中電池板和熱力學(xué)太陽(yáng)能電廠都追求相同的目標(biāo)：為了獲得來(lái)自太陽(yáng)光的最大電子量。這些電子可以轉(zhuǎn)化為電，實(shí)現(xiàn)照明和為電冰箱提供能量等目的。
模仿植物光合作用的染料敏化太陽(yáng)能電池
在瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）光子學(xué)與接口實(shí)驗(yàn)室，由光電化學(xué)家邁克爾·格拉茲爾（Michael Gr?tzel）教授帶領(lǐng)的科學(xué)家們發(fā)明了模仿植物光合作用的染料敏化太陽(yáng)能電池，他們還研發(fā)了通過(guò)太陽(yáng)的水分解產(chǎn)生例如氫等燃料。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，他們要么得使用暴露在太陽(yáng)光下可以將水直接分解成氫和氧的光催化制氫電池，要么就要結(jié)合發(fā)電電池和分解水分子的電解器。通過(guò)使用第二種方法，格拉茲爾的博士研究生羅景山（Jingshan Luo）和同事獲得了驚人的結(jié)果，這一成就被發(fā)表在期刊《科學(xué)》上。 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池板上，他們的設(shè)備將太陽(yáng)散射能量的12.3%轉(zhuǎn)化為氫，這一化合物在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過(guò)普通材料就可以獲得，例如那些應(yīng)用于傳統(tǒng)車(chē)用蓄電池里的材料，從而減少生產(chǎn)可供使用的氫燃料所需的地球上罕見(jiàn)的金屬。
這種高效性導(dǎo)致其它轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能的技術(shù)之間存在激烈的競(jìng)爭(zhēng)，但這一最新方法存在其它優(yōu)勢(shì)：“電池里所使用的鈣鈦礦，以及組成電極的鎳和鐵催化劑，所需要的是地球上大量存在且廉價(jià)的資源，”羅解釋道?！按送猓覀兊碾姌O的性能與通常使用較為昂貴的基于鉑的模型一樣好?！?
另一方面，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫使得它的存儲(chǔ)變?yōu)榭赡?，這強(qiáng)調(diào)了可再生電力所面臨的最大問(wèn)題之一——它要求在產(chǎn)生時(shí)就必須使用?！耙坏┠阌辛藲?，你可以將它儲(chǔ)存在瓶子里，并在你需要的時(shí)候使用，” 格拉茲爾說(shuō)道。這樣的氣體的確可以在鍋爐或者發(fā)動(dòng)機(jī)里燃燒，且它只會(huì)產(chǎn)生水蒸氣。它還可以放入燃料電池并產(chǎn)生所需的電量。目前瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院獲得的12.3%轉(zhuǎn)化效率“在未來(lái)將會(huì)變得更高”，格拉茲爾表示。
如此高的轉(zhuǎn)化效率是基于鈣鈦礦電池的一個(gè)特征：它們能夠產(chǎn)生高于1伏的開(kāi)路電壓（相比之下硅電池只能產(chǎn)生0.7伏）?！八娊庑枰?.7伏甚至更高的電壓，以獲得可使用的氣體，”羅說(shuō)道。為了達(dá)到這一目標(biāo)，至少需要三塊以上的硅電池，然而使用鈣鈦礦電池則只需要2塊。因此考慮到光吸收所需的表面，使用鈣鈦礦電池效率更高。“這是我們首次只利用兩塊電池就可以通過(guò)電解獲得氫?！碑?dāng)太陽(yáng)能電池暴露在陽(yáng)光下，很快電極就產(chǎn)生了大量氣泡，這一事實(shí)勝于雄辯：太陽(yáng)和水的結(jié)合預(yù)示著研發(fā)未來(lái)能源非常有前景又令人激動(dòng)的新方法。
