人工光合作用研究取得突破

德国《明镜》周刊网站8月25日报道说，为什么不用阳光直接制造氢气呢？氢气易于储存，在日落后也能发挥作用。科研人员将这一方法称为人工光合作用，它类似于植物的光合作用：利用光能制造充满能量的化合物。

报道指出，对人工光合作用系统的研究由来已久，但成果甚微。现在，来自柏林亥姆霍兹研究中心和荷兰代尔夫特理工大学的研究人员宣布取得了突破：他们利用一块简单的太阳能电池板，成功通过化学方式将5%太阳能以氢气的形式储存起来。罗埃尔·范德克罗尔和同事在《自然通讯》上写道，他们使用的电池板要比通常所用的高性能电池板更为简单。

常规太阳能电池板通过阳光发电。人们可以利用这部分电能将水电解为氢气和氧气。氢气随后可被直接使用，或进一步转化为沼气。但由于这一方法需要将两个过程结合起来，即太阳能电池板发电和电解过程，成本相对较高。

报道称，在太阳能电池板中直接制造氢气或许更加方便，来自柏林和代尔夫特的研究人员展示的正是这种方法。范德克罗尔领导的团队在一块太阳能硅板外覆盖一层金属氧化物。只有这层氧化物外层面与水接触，才能保护敏感的硅板不受腐蚀。当阳光照射到电池板上，在金属氧化物层和电池板之间会产生电压。水分子将被分解，产生氢气和氧气。

这种太阳能电池板的转化效率还明显低于美国科学家1998年通过另一种系统达到的12%有效率。但当时使用的是带有昂贵的砷化镓和磷化铟镓的太阳能电池板。而柏林和代尔夫特研究人员使用的是便宜得多的金属氧化物钒酸铋。范德克罗尔说，理论上可以实现9%的转化效率。

研究人员表示，人工光合作用潜力巨大。在德国，100平方米此类系统获得光照1小时，就能以氢气的形式储存3千瓦时电能。这些电能可在夜间或多云天气时使用。人工光合作用获得的氢气还可用于汽车燃料电池发电，或在转化为沼气后用作天然气动力汽车的燃料。