日本科學家展示了一種新的概念驗證反應器，可以從陽光和水中獲得再生氫燃料。
這個佔地 1,076 平方英尺（100 平方公尺）的新反應器使用光催化片來分解水分子中的氧和氫原子，從而吸走氫氣以用作燃料。
雖然這項技術仍處於起步階段，但這項研究背後的科學家表示，如果能夠開發出更有效率的光催化劑，他們的突破可能能夠生產廉價、可持續的氫燃料，以滿足各種能源需求。他們於 12 月 2 日在期刊上發表了研究結果科學前沿。
「使用光催化劑的陽光驅動的水分解是太陽能到化學能轉換和存儲的理想技術，光催化材料和系統的最新發展為其實現帶來了希望，」資深作者一成藩日本信州大學化學教授，在一份聲明中說。 “但是，仍然存在許多挑戰。”
暴露在光線下時，光催化劑會促進化學反應，將水分子分解成其組成部分。然而，大多數現有的「一步式」催化劑——一次將水分解為氫氣和氧氣——效率極低，使得大部分氫燃料需要使用天然氣（一種化石燃料）進行精煉。
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為了尋找打破這一僵局的方法，這項新研究的研究人員研究了一種光催化劑，該催化劑使用更複雜的兩步驟過程，一步分離出氧氣，下一步去除氫氣。
為此過程創建光催化劑使科學家能夠建造他們的原型反應器，該反應器運行了三年，並且使用真實的陽光比實驗室中使用的紫外線效果更好。
「在我們的系統中，使用紫外線響應光催化劑，在自然陽光下太陽能轉換效率大約高出一倍半，」第一作者久富隆信州大學研究員在聲明中表示。 “模擬標準陽光使用的是緯度稍高地區的光譜。在自然陽光比模擬參考陽光含有更多短波長成分的地區，太陽能轉換效率可能會更高。”
儘管取得了這些有希望的成果，但該反應的效率對於商業用途來說仍然太低。
「目前，模擬標準陽光下的效率最多為1%，在自然陽光下還達不到5%的效率，」Hisatomi說。
為了在提高效率方面取得重要進展，科學家呼籲其他人創造更好的光催化劑和更大的反應器。安全工作也至關重要：氫燃料精煉也會產生爆炸性副產品氫氧，可以透過兩步驟製程安全處置。
「需要開發的最重要的方面是光催化劑將太陽能轉化為化學能的效率，」多門說。 「如果提升到實用水平，許多研究人員會認真致力於大規模生產技術和氣體分離製程的開發，以及大規模工廠建設。這也將改變許多人，包括政策制定者的思考方式太陽能轉換，並加快與太陽能燃料相關的基礎設施、法律和法規的發展。
