莱斯大学工程师制定的绿色氢技术新标准。
莱斯大学的工程师可以将 阳光转化为氢气 得益于结合了下一代技术的设备，效率破纪录 卤化物钙钛矿半导体*与 电催化剂 在一个单一、耐用、经济高效且可扩展的设备中。
根据 一项研究 该设备发表在《自然通讯》上，实现了 20.8% 的太阳能到氢气的转换效率。
这项新技术是清洁能源向前迈出的重要一步，可以作为各种化学反应的平台，利用太阳能收集的电力将其转化为化学反应。 原料 转化为燃料。
化学与生物分子工程师实验室 阿迪亚·莫希特 使用防腐屏障构建了集成光反应器，该防腐屏障使半导体与水隔离而不妨碍电子传输。
“使用阳光作为能源来制造化学品是清洁能源经济的最大障碍之一，”化学和生物分子工程博士生、该研究的主要作者之一奥斯汀·菲尔说。
“我们的目标是建立经济可行的平台，可以产生太阳能燃料。在这里，我们设计了一个吸收光并完成电化学的系统 水分解化学 在它的表面。”
该装置被称为光电化学电池，因为光的吸收、光的转换成电能以及利用电能为化学反应提供动力都发生在同一装置中。到目前为止，利用光电化学技术生产绿色氢一直受到半导体效率低和成本高的阻碍。
费尔说：“所有此类设备仅利用阳光和水即可产生绿色氢气，但我们的设备非常出色，因为它具有破纪录的效率，并且使用非常便宜的半导体。”
莫海石实验室 及其合作者通过转动他们的 极具竞争力的太阳能电池 进入一个反应堆，可以利用收集到的能量将水分解成氧气和氢气。
他们必须克服的挑战是卤化物钙钛矿*在水中极其不稳定，而用于绝缘半导体的涂层最终要么会破坏其功能，要么会损坏它们。
“在过去的两年里，我们反复尝试不同的材料和技术，”说 光良，莱斯化学工程师和该研究的合著者。
经过长时间的试验未能达到预期的结果后，研究人员终于找到了一个成功的解决方案。
“我们的主要见解是，屏障需要两层，一层用于阻挡水，一层用于在钙钛矿层和保护层之间建立良好的电接触，”费尔说。
“我们的结果是没有太阳能聚光的光电化学电池的最高效率，并且对于使用卤化物钙钛矿半导体的光电化学电池来说总体上是最好的。
费尔说：“对于历史上一直由昂贵的半导体主导的领域来说，这是第一次，并且可能首次为此类设备提供了商业可行性的途径。”
研究人员展示了他们的势垒设计适用于不同的反应和不同的半导体，使其适用于许多系统。
莫希特说：“我们希望此类系统能够作为一个平台，利用丰富的原料，仅以阳光作为能量输入，驱动各种电子进行燃料形成反应。”
费尔补充道：“随着稳定性和规模的进一步提高，这项技术可以开启氢经济，并改变人类的生产方式，从化石燃料转向太阳能燃料。”
钙钛矿 – 这种矿物的电导率比硅高，而且不易碎。它在地球上也更加丰富。在过去的十年中，大量的努力带来了惊人的发展，但其在未来光电子学中的采用仍然是一个挑战。
钙钛矿光伏电池仍然不稳定并且会过早老化。更重要的是，它们含有铅，这种物质对环境和人类健康非常有害。由于这些原因，面板无法上市。
卤化杂化钙钛矿 是一类半导体材料，近年来因其卓越的光电特性及其在光伏系统中的应用而成为特别研究的焦点。
