瑞典林雪平大學(xué)（Linköping University）的研究人員表示，當(dāng)使用三層新材料的組合時(shí)，從水中產(chǎn)生氫的化學(xué)反應(yīng)的效率提高了幾倍。從水中產(chǎn)生的氫是一種很有前途的可再生能源——特別是如果氫是利用陽(yáng)光產(chǎn)生的。

　　從2035年起，歐盟將禁止生產(chǎn)新的汽油和柴油汽車(chē)。電動(dòng)馬達(dá)有望在汽車(chē)中變得越來(lái)越普遍，但它們并不適用于所有類(lèi)型的交通工具。

　　林雪平大學(xué)副教授Jianwu Sun領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上的研究，他說(shuō)：“乘用車(chē)可以有電池，但重型卡車(chē)、輪船或飛機(jī)不能使用電池來(lái)儲(chǔ)存能量。對(duì)于這些交通工具，我們需要找到清潔和可再生的能源，而氫是一個(gè)很好的候選者。”

　　林雪平大學(xué)的研究人員正在開(kāi)發(fā)一種材料，可以利用陽(yáng)光中的能量從水（H2O）中產(chǎn)生氫（H2）。

　　該研究小組此前已經(jīng)證明，一種名為立方碳化硅（3C-SiC）的材料具有促進(jìn)水分解反應(yīng)的有益特性。該材料可以有效地捕獲太陽(yáng)光，使其中的能量可以通過(guò)光化學(xué)水裂解反應(yīng)用于制氫。

　　在他們目前的研究中，研究人員進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了一種新的復(fù)合材料。這種新材料由三層組成：一層立方碳化硅，一層氧化鈷和一種有助于分解水的催化劑材料。

　　Jianwu Sun說(shuō)：“這是一個(gè)非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以我們?cè)谶@項(xiàng)研究中的重點(diǎn)是了解每一層的功能，以及它如何幫助提高材料的性能。這種新材料將水分解成氫的性能是純立方碳化硅的8倍。”

　　當(dāng)陽(yáng)光照射到這種材料上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電荷，然后用來(lái)分解水。在開(kāi)發(fā)這種應(yīng)用材料時(shí)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是防止正電荷和負(fù)電荷再次合并并相互中和。

　　在他們的研究中，研究人員表明，通過(guò)將一層立方碳化硅與另外兩層結(jié)合，這種被稱(chēng)為Ni(OH)2/Co3O4/3C-SiC的材料更能分離電荷，從而使水的分解更有效。

　　今天，“灰色”氫和“綠色”氫之間存在著區(qū)別。市場(chǎng)上幾乎所有的氫都是由一種叫做天然氣或化石氣的化石燃料產(chǎn)生的“灰色”氫。生產(chǎn)一噸“灰色”氫氣會(huì)導(dǎo)致多達(dá)10噸的二氧化碳排放，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)和氣候變化。“綠色”氫是利用可再生電力作為能源來(lái)生產(chǎn)的。

　　林雪平大學(xué)研究人員的長(zhǎng)期目標(biāo)是能夠僅使用來(lái)自太陽(yáng)的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)光化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生“綠色”氫。目前正在開(kāi)發(fā)的大多數(shù)材料的效率在1%到3%之間，但對(duì)于這種綠色氫技術(shù)的商業(yè)化目標(biāo)是10%的效率。

　　與目前使用的可再生電力生產(chǎn)氫氣相比，使用太陽(yáng)能完全驅(qū)動(dòng)反應(yīng)將降低生產(chǎn)“綠色”氫的成本。

　　Jianwu Sun推測(cè)，研究團(tuán)隊(duì)可能需要大約5到10年的時(shí)間才能開(kāi)發(fā)出達(dá)到令人垂涎的10%極限效率的材料。

　?。ㄋ夭膩?lái)自：Linköping University 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）