收集空氣中的水  由太陽能驅動新型氫能裝置  

編譯／高晟鈞

為了實現可持續發展的社會，避免快速的科技發展與生態平衡間的失衡；如何將可再生能源轉化為可供工業使用的燃料和原料，便成了相當值得研究的一項領域。其中，太陽能是可再生能源中最豐富的形式，層出不窮的太陽能生產燃料，具備最高的生產潛力，也是許多科學家的研究方向。

幾十年來，研究人員夢想著一種通過收集空氣中的水，並利用太陽能將其轉化成氫燃料的裝置。而現在，EPFL的化學工程師Kevin Sivula和他的團隊利用半導體技術和新型氣態電極結和開發出一種新型太陽能設備，可以從空氣中吸收水分並產生氫氣。

此新型太陽能裝置主要受兩種現象和裝置啟發，分別是植物的光合作用和PEC電池。我們都知道，葉子透過吸收光子，進而分解二氧化碳和水，最後產生能量與氧氣，研究團隊透過將氣體擴散電極塗上光半導體材料時，模擬人造樹葉，可以模擬光合作用的現象。PEC（光電化學電池）是一種可以從液態水和光產生氫的一種電池裝置，透過將液態水來源改良成氣態水，研究團隊優化了舊的PEC系統。

新的太陽能裝置原理主要是先製造一透明氣體擴散電極，利用氧化矽纖維作為材料，在高溫下合成一毛氈晶片。此晶片的多孔性可以使其很好地捕捉空氣中的水分，並透過塗上一層半導體材料薄膜，使其暴露在陽光下時便能反應產生氫燃料。

儘管科學家們並為在他們的研究中針對轉化效率進行研究，但他們承認這個裝置的效率並不高，只有12%，目前仍低於PEC電池（19%）的水平。

資料來源:TechXplore

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