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一種潛在的可再生能源就是利用陽(yáng)光將氫從水中分離出來(lái)。
瑞典林雪平大學(xué)的科學(xué)研究工作人員研發(fā)了1種新型材料——納米多孔立方碳化硅，它在捕捉到太陽(yáng)能和分割水以產(chǎn)生氫氣的這方面呈現(xiàn)出了出色的能力。
林雪平大學(xué)物理、化學(xué)和生物系高級(jí)講師孫建武表示：“需要新的可持續(xù)能源系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)全球能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，比如不斷增加的二氧化碳排放和氣候變化”。他領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)新研究已經(jīng)發(fā)表在《ACS Nano》雜志上。
氫氣的能量密度是汽油的三倍，它可以使用燃料電池發(fā)電，而以氫氣為燃料的動(dòng)力汽車(chē)已經(jīng)在市場(chǎng)上銷(xiāo)售，當(dāng)氫氣被用來(lái)產(chǎn)生能源時(shí)，唯一的產(chǎn)物是純水。
在生產(chǎn)氫氣的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，因?yàn)楫?dāng)今最常見(jiàn)的技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中依賴(lài)于化石燃料。
所以，每生產(chǎn)制造1噸氫氣，也會(huì)排出9-12噸CO2。
充分利用太陽(yáng)能分裂水分子來(lái)生產(chǎn)制造氫氣是1種可持續(xù)性的具體方法，充分利用可再生資源中制造氫氣而并不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳排放，這種方法的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為可存儲(chǔ)的燃料。
孫建武指出：“傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池在白日里形成能量，這一些能量一定要馬上使用或儲(chǔ)存在電池中，氫氣是一種很有前途的能源，能夠像汽油和柴油等傳統(tǒng)的燃料那樣被存儲(chǔ)和輸送”。
然而，利用陽(yáng)光中的能量來(lái)分裂水產(chǎn)生氫氣并不容易，要想成功，一定要找出具備成本效益高的原材料，這種原材料具備正確的反應(yīng)特性，使水(H2O)利用光解分割成氫氣(H2)和氧氣(O2)。
可以用來(lái)分裂水的陽(yáng)光能量主要以紫外線(xiàn)輻射和可見(jiàn)光的形式存在。因此就需要1種能有效的吸收輻射的材料，來(lái)形成能分離的電荷，而且有充足的能量把水分子分裂成氫氣和氧氣氣體。
現(xiàn)階段所科研的絕大多數(shù)材料要不就是在收集可見(jiàn)光能量這方面效率太低(例如：二氧化鈦、二氧化鈦只吸收紫外線(xiàn))，要不就是并沒(méi)有將水分裂成氫所需的特征(比如說(shuō)：硅)。
研究小組開(kāi)發(fā)了一種新材料——3C-SiC。專(zhuān)家現(xiàn)已研制出1種立方碳化硅，它有很多特別小的孔隙，他們將這樣的材料稱(chēng)之為納米多孔3C-SiC，它具有良好的性能，這表明它可以利用陽(yáng)光從水中產(chǎn)生氫氣。
在報(bào)告中，科學(xué)研究工作人員反映，這一種新的多孔材料可以高效地捕捉和收集紫外線(xiàn)和絕大部分可見(jiàn)光。此外，多孔結(jié)構(gòu)有利于具有所需能量的電荷的分離，同時(shí)孔隙提供了較大的活性表面積。這增強(qiáng)了電荷轉(zhuǎn)移，增加了反應(yīng)點(diǎn)的數(shù)量，進(jìn)一步提高了水分離效率。
