?傳統(tǒng)海水發(fā)電一般是利用潮汐、海浪或海水溫差。然而，日本大阪大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種新的光催化方法，能利用陽(yáng)光把海水變成過(guò)氧化氫，然后用在燃料電池中產(chǎn)生電流，總體光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到0.28%，與生物質(zhì)能源柳枝稷相當(dāng)。
研究人員在最近發(fā)表于《自然·通訊》雜志上的論文中指出，太陽(yáng)能晝夜波動(dòng)很大，為了在夜間利用太陽(yáng)能，需要將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)起來(lái)。水中過(guò)氧化氫是一種很有前景的太陽(yáng)能燃料，可用在燃料電池中產(chǎn)生電流，副產(chǎn)品只有氧氣和水。
在本研究中，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種能產(chǎn)生過(guò)氧化氫的新型光電化學(xué)電池，它用三氧化鎢作為光催化劑，受到陽(yáng)光照射時(shí)能吸收光子能量并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終產(chǎn)生過(guò)氧化氫。
經(jīng)24小時(shí)光照后，電池中海水過(guò)氧化氫的濃度可達(dá)48毫摩爾/升，遠(yuǎn)超以往在純水中獲得的濃度2毫摩爾/升，足以支撐過(guò)氧化氫燃料電池的運(yùn)作。濃度提高的主要原因是海水中氯離子提高了光催化劑的活性。
據(jù)測(cè)試，該系統(tǒng)總體光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到0.28%，通過(guò)光催化反應(yīng)從海水中產(chǎn)生過(guò)氧化氫的效率為0.55%，燃料電池效率為50%。研究人員指出，這種形式發(fā)電的總效率雖不遜于其他光電能源，如柳枝稷(0.2%)，但仍遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池。希望今后能找到更好的光電化學(xué)電池材料，進(jìn)一步提高效率，降低成本。
論文作者、大阪大學(xué)材料與生命科學(xué)系福住俊一說(shuō)，海水是地球上可生產(chǎn)過(guò)氧化氫最豐富的資源。目前大部分燃料電池都是用液體過(guò)氧化氫，而不是氫氣，因?yàn)橐后w過(guò)氧化氫更容易以高密度形式存儲(chǔ)，也更安全。“將來(lái)我們打算開(kāi)發(fā)能大規(guī)模、低成本利用海水生產(chǎn)過(guò)氧化氫的新方法，以替代現(xiàn)有高成本生產(chǎn)方式。”
總編輯圈點(diǎn)
我國(guó)一直是太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家，利用太陽(yáng)能不僅能消除二氧化碳的影響，而且可以使碳資源有效循環(huán)起來(lái)。如此優(yōu)勢(shì)的綠色能源為何不能盡早為我們所用，正是由于它的總體能源轉(zhuǎn)化效率不高。如今日本的研究團(tuán)隊(duì)這項(xiàng)新研究為太陽(yáng)能提高使用率、降低使用成本提供了可能。太陽(yáng)能作為燃料的研究是一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的研究，希望未來(lái)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出大規(guī)模、低成本的利用海水生產(chǎn)過(guò)氧化氫的新方法，早日實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的高效利用。
