中国科学家“人工树叶”研发新进展

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近日，中国科研人员成功研发出一种高效且稳定的半透明光电阳极装置，能够显著加快水氧化反应的速率，从而提升太阳能水分解制氢的效率，为更高效、耐用的“人工树叶”发展提供了新路径。

太阳能是一种清洁且可持续的能源形式，但其供应具有间歇性。无偏压太阳能水分解技术通过直接利用太阳能驱动水分解成氢气和氧气，有望将不稳定的太阳能转化为可储存的氢能，被视为解决能源短缺与环境污染问题的重要手段之一。然而，由于光电阳极上的水氧化反应速率较慢，限制了整体水分解效率的提升，成为该技术发展的关键瓶颈。

针对这一挑战，天津大学化工学院新能源化工团队开发出一种新型高效稳定的半透明光电阳极器件——半透明硫化铟光阳极。该器件具备独特的透光性能，在大幅提升水氧化反应效率的同时，还能让部分阳光穿透至光电阴极，减少能量浪费，有效缓解金属层不透光与光生电子跨界面传输之间的矛盾。相关研究成果已发表于国际学术期刊《自然·通讯》。

图为无偏压太阳能水分解系统示意图。新华社发

实验数据显示，凭借出色的半透明特性，该器件在完全依赖阳光驱动的独立系统中实现了5.10%的太阳能—氢能转换效率，刷新了此类系统的最高纪录。

论文通讯作者、天津大学化工学院王拓教授指出，随着技术的持续优化，未来有望出现更加高效、经济且耐久的“人工树叶”。这些装置可被安装在建筑物外墙或屋顶，甚至可在沙漠地区建设大型“阳光制氢站”。

“太阳能水分解技术未来有望成为氢能生产的重要方式，推动清洁能源的大规模应用。这意味着我们今后驾驶的汽车、使用的能源或将来源于阳光与水的‘人工光合作用’，真正实现绿色能源循环。”王拓表示。

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