英國研發低成本高穩定光電極,有助光電解水製氫商業化

作者 | 發布日期 2018 年 04 月 30 日 8:30 | 分類 太陽能 , 能源科技 follow us in feedly

氫燃料可為燃料電池車與家庭提供電力,但當今製氫方式仍以化石燃料為主,因此各家廠商都在尋求低成本綠色製氫技術,而英國艾希特大學(University of Exeter)近日研發新型太陽能燃料技術,有望大幅減少生產成本。



光電化學(PES)電解水製氫技術是備受看好的綠色製氫選項之一,但以往科學人員一直難以找到低成本又符合光電解(photoelectrolysis)熱力學與動力能的半導體材料。

如今該團隊成功利用廉價且製程簡易的噴霧裂解法(Spray Pyrolysis)打造全新 p 型 LaFeO3 光電極(photo-electrode )。該光電極是由鑭、鐵與氧奈米粒子組成,這種電極會在電化學水製氫之前吸收光,團隊認為該型態光電極不僅易於製造,還可以大規模商業化。

研究透過氧化鐵鑭(lanthanum iron oxide)來製造半導體材料,為光電化學電解水製氫技術提供理想解決方案。艾希特大學 Penryn Campus 校區環境與永續研究所博士生 Govinder Pawar 表示,研究已證明 LaFeO3 光電極擁有理想能帶偏移(band alignment),不需要外在偏壓(external bias)即可將水分解成 H2 與 O2。

根據其在《Scientific Reports》資料,經研究測試,LaFeO3 光電極法拉第效率(faradaic efficiency,又稱庫倫效率)不僅達 30%,同時也具有出色穩定性,21 小時測驗後也不會衰退,適用於水分解製氫技術,而團隊目前正進一步改進材料性能,使其能生產更多氫氣。

目前全球約 85% 能源來自於燃燒化石燃料,該團隊則致力於找出替代綠能技術,Pawar 表示,氫氣是可替代化石燃料能源之一,其能量密度高於化石燃料兩倍之多,更何況氫燃料是零排放能源,唯一排出的成分為水。

太陽日照也是地球上最為豐富的再生能源資源,每年可能提供 100,000 太瓦功率,意味著日照一小時就可滿足全球整年總能源消耗,善加利用對能源產業與緩解氣候變遷大有裨益。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:Flickr/Katy Warner CC BY 2.0)