對(duì)于水解制氫技術(shù)，世界各地的科學(xué)家們已經(jīng)探索了多年，但這些技術(shù)大都需要將光催化劑置于水中。由于光線與水面接觸后會(huì)發(fā)生折射和衍射，極大限制了這些技術(shù)的制備效率。
新研究中，美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校材料科學(xué)與工程系助理教授王旭東(音譯)與美國(guó)林業(yè)產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室的蔡志勇(音譯)博士專(zhuān)門(mén)對(duì)此進(jìn)行了創(chuàng)新。他們?cè)噲D通過(guò)模仿樹(shù)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程來(lái)解決這一難題。據(jù)報(bào)道，這一“樹(shù)形” 設(shè)備的頂部是由纖維素制成的面板和用二氧化鈦介孔材料制成的催化劑涂層，能最大限度地獲取陽(yáng)光并增加水與催化劑的接觸面積;而在這顆“樹(shù)”的底部，則是由納米碳纖維(CNFs)組成的龐大“根系”，這些納米碳纖維制成的根系組織能夠?qū)⑺诌\(yùn)輸?shù)巾敳康拇呋瘎?ldquo;葉子”上，在那里水會(huì)被分解成氫氣和氧氣。整個(gè)過(guò)程與樹(shù)木的光合作用極為相似。
由于催化劑不會(huì)完全淹沒(méi)在水中，能與陽(yáng)光充分接觸，該技術(shù)大大縮短了水分解的時(shí)間，制氫效率比傳統(tǒng)技術(shù)要高很多。
王旭東說(shuō)，通常水解制氫所使用的催化劑呈粉末狀。他們則采用了基于納米碳纖維材料的催化劑涂層技術(shù)，該技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有極為優(yōu)異的親水性能。“在地面上放置一個(gè)盛水的容器就能通過(guò)該技術(shù)獲取氫燃料，如果能將這種裝置架設(shè)到湖泊或是海洋上將會(huì)更為便利。該技術(shù)有望最大限度地消除水面環(huán)境的局限性，最大限度地提高太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化效率。以這種技術(shù)建立的制氫工廠既能建立在陸地上，也能建在水體上。氫是一種綠色能源，適用范圍十分廣泛，氫承載的能量能夠很方便地被運(yùn)輸?shù)胶芏嗟胤剑瑹o(wú)論是汽車(chē)還是建筑物。”他說(shuō)。
據(jù)悉，王旭東和他的合作者希望接下來(lái)制造一個(gè)更大規(guī)模的制氫裝置。該項(xiàng)目由美國(guó)能源部資助，目前美國(guó)林產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室正在為該技術(shù)申請(qǐng)專(zhuān)利。
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