海水--能源生产的新资源
阿列克謝·克雷文科 ,醫學編輯
最近審查:02.07.2025
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已發表: 2016-06-16 11:00

日本一所顶尖大学开发出一种新型高效技术,可以获得适用于燃料电池的过氧化氢。
这项新技术由日本研究人员开发,是第一种通过将催化剂暴露在阳光下来加速化学反应的方法,从而实现最高效率,并有可能在燃料电池中使用产生的过氧化氢。
该研究项目由福住俊一 (Shunichi Fukuzumi) 领导,科学家们在一份流行科学期刊上发表了他们的研究成果。
燃料电池目前主要依靠氢气运行,但福住团队提出的方案具有诸多优势,其中最显著的优势是过氧化氢更容易高密度储存。如今的技术允许使用高压或低温储存气态氢,而过氧化氢在储存和运输过程中都更安全。唯一的问题是,科学家们找不到有效的光催化方法来生产液态过氧化氢——虽然有一些技术不利用太阳辐射,但能源成本使其不切实际。
但福住团队发明了另一种带催化剂的电池——一种能产生过氧化氢的太阳能电池。当阳光聚焦在光催化剂上时,会加速化学反应——海水被氧化,氧气含量降低,最终形成过氧化氢。
福住研究小组解释称,光催化剂在阳光下暴露24小时后,海水中的过氧化氢浓度约为48毫摩尔,比之前报道的要高出一个数量级(在纯水中,过氧化氢浓度约为2毫摩尔)。
科学家对数字上这一显著差距感到好奇,他们发现问题出在海水中带负电荷的氯,它会加快反应速度,导致水中过氧化氢的含量增加。
研究人员介绍,太阳能转化为电能的新技术效率约为0.3%,光催化法(利用化学反应的加速)生产过氧化氢的效率为0.55%,燃料电池的效率为50%。
当然,这项新能源生产技术的整体效率相当高,但如今传统太阳能电池板已被证明效率更高。福住俊一教授及其同事相信,通过使用改进的光电化学电池材料,可以提高新方法的效率,专家们还计划寻找降低能源生产成本的方法。