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智能电池将太阳能转化为氢气

时间：2022-04-11 12:16:51 来源：

有什么比捕获大部分可见光谱以产生能量的太阳能电池更好的呢？可以捕获整个可见光谱并将能量转化为氢的细胞。该电池实际上是一个分子，并且是一个忙碌的分子：它不仅比现有的太阳能电池多利用50％的太阳能，而且还将这种能量转化为氢。

“整个想法是，我们可以利用来自太阳的光子并将其转换为氢。简而言之，我们正在节省阳光中的能量并将其存储为化学键，以便以后使用。”开发该分子的团队的首席研究员，俄亥俄州立大学化学教授Claudia Turro解释说。。

“使它起作用的原因是该系统能够使分子处于激发态，在该状态下它吸收光子并能够存储两个电子以产生氢，” Turro补充说。“将两个电子存储在源自两个光子的单个分子中，并一起使用以制造氢，这是前所未有的。”

该分子是铑的一种形式（一种惰性金属和铂族成员），并且由于它既可以收集太阳能，又可以充当催化剂将其转化为氢，因此它使燃料生产系统比现有的系统效率更高。替代方案，至少是在将太阳能转化为氢的过程中的能量损失方面。

能量损失是氢生产中的重要考虑因素，因为能量损失会导致更高的生产成本，而高成本则是氢成为汽车主流燃料的主要障碍之一。然而，即使成本很高，氢气也越来越受欢迎。

一家能源咨询公司本月初报道，去年全球氢燃料电池的出货量增长了40％。彭博社援引E4tech的话说，这意味着去年交付了1.1吉瓦的燃料电池，高于一年前的806兆瓦。

这家瑞士咨询公司的主管戴维·哈特（David Hart）表示：“对于重型车辆，它变得越来越明显，您无法用电池来做所有事情，并且需要一种方法来实现零排放驾驶。”

而且，随着制氢工业的发展和研究的扩展，成本开始下降。例如，去年，兰开斯特大学的一个科学家团队提出了一种使氢燃料箱更紧凑但能量密度更高的方法，这也使它们更便宜。

“制造我们的材料的成本如此之低，而且它可以存储的能量密度比锂离子电池高得多，以至于我们可以看到氢燃料电池系统的成本比锂离子电池低五倍，而且可以提供射程更远-可能使每次加油之间的行程延长大约四到五倍，”首席研究员大卫·安东内利教授当时说。

实际上，在某些方面，氢燃料电池的性能要优于锂离子电池。一方面，他们不需要充电。他们只是简单地重新充满氢气，直到用汽油充满一个罐子为止。与大多数插电式电动汽车相比，氢汽车的续航里程也更长。他们的问题是：其中很少有产品具有竞争力的价格。

将太阳能与氢气相结合可能成为使氢燃料成为汽油主流的主要步骤。正如Turro教授警告的那样，还有许多工作要做，但是她的团队所做的工作无疑是有前途的：由清洁，廉价的太阳能生产的零排放氢燃料。

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