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據報道，以色列和意大利科學家已經開發出一種將太陽能轉化為氫燃料的可再生能源技術，這項技術正處于“實用”可行性的門檻邊緣。

這項新的(de)(de)太陽(yang)能技(ji)術(shu)將提供一種可(ke)持續的(de)(de)方式(shi)，將水和陽(yang)光轉化為燃(ran)料電池(chi)的(de)(de)可(ke)儲(chu)存(cun)(cun)能源，而所(suo)儲(chu)存(cun)(cun)的(de)(de)電力可(ke)以并入電網，也可(ke)用于由燃(ran)料電池(chi)驅動的(de)(de)卡車、火車、汽(qi)車、輪船、飛機或工(gong)業流程(cheng)。

海法以(yi)(yi)色列(lie)理工(gong)學(xue)院(yuan)化(hua)學(xue)副教授Lilac Amirav說：“可以(yi)(yi)把這(zhe)項(xiang)研究看作(zuo)(zuo)是一(yi)種人(ren)工(gong)光合(he)作(zuo)(zuo)用。”（如果(guo)能(neng)(neng)(neng)擴(kuo)大(da)規模，這(zhe)項(xiang)技術最(zui)終將(jiang)成為“太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)工(gong)廠(chang)（solar factories）”的基礎，在這(zhe)些工(gong)廠(chang)中(zhong)，太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)集熱器陣列(lie)將(jiang)水分(fen)解成氫氣(qi)燃料，以(yi)(yi)及一(yi)種或多種其(qi)他工(gong)業化(hua)學(xue)品。）

Amirav說：“我們(men)（從(cong)）一種(zhong)與太(tai)陽能電(dian)池(chi)板非常相似的半導體開始(shi)研究。”但(dan)是，他們(men)研究的不(bu)是利(li)用(yong)太(tai)陽光釋放電(dian)子電(dian)流(liu)的光電(dian)路線，而是利(li)用(yong)太(tai)陽光有(you)效地、經濟地從(cong)水分(fen)子中剝(bo)離氫。

迄今(jin)為(wei)止(zhi)最(zui)大(da)的障礙(ai)是氫和氧(yang)一旦分(fen)裂(lie)就(jiu)很(hen)容易再結合，也就(jiu)是說，除非能在反應中引入催(cui)化(hua)劑，使水的兩個組成元素(su)彼此分(fen)離。

因此，Amirav及其(qi)同(tong)事開發了一種棒(bang)狀納(na)(na)米顆粒，長50-60納(na)(na)米，直(zhi)徑只有4.5納(na)(na)米，頂端都(dou)有直(zhi)徑2-3納(na)(na)米的(de)鉑球，就像固定在吸(xi)管(guan)末端的(de)納(na)(na)米彈珠。

自2010年以(yi)來，該團隊一直在調(diao)整設計，以(yi)最大限度地(di)提(ti)高棒狀(zhuang)納米顆粒(li)的性能(neng)(neng)，將“太(tai)陽能(neng)(neng)轉化(hua)為化(hua)學能(neng)(neng)”，盡(jin)可(ke)能(neng)(neng)多地(di)提(ti)取氫氣和(he)多余能(neng)(neng)量(liang)。

從水中生(sheng)(sheng)成氫分子(zi)的(de)同時(shi)，也會產(chan)生(sheng)(sheng)氧氣，必須(xu)合(he)理處理這(zhe)些副產(chan)品。Amirav說：“氫是一種(zhong)燃料(liao)，當你(ni)考慮人工光(guang)合(he)作用時(shi)，你(ni)關(guan)心的(de)是氫。在這(zhe)一過(guo)程中，氧不是一個有趣的(de)產(chan)物，它是一個瓶(ping)頸。”

從水分子中分裂(lie)出來的氧氣，也(ye)會帶走反(fan)應能(neng)量，這(zhe)是(shi)無法回避的事(shi)實(shi)。如果(guo)不對其加以利用(yong)，最終會浪費太陽能(neng)，導(dao)致整體反(fan)應效(xiao)率下降。

因此，研究人員在這一(yi)過程中加(jia)入(ru)另一(yi)反(fan)應(ying)。他們的(de)鍍(du)鉑納(na)米棒催(cui)化(hua)(hua)劑，不僅(jin)可以利用(yong)(yong)太陽(yang)能將(jiang)水(shui)轉化(hua)(hua)為氫，還能利用(yong)(yong)釋放出來的(de)氧氣(qi)，將(jiang)有機分子芐(xia)胺轉化(hua)(hua)為工業化(hua)(hua)學物質(zhi)苯甲(jia)醛(quan)(通常用(yong)(yong)于染料、香(xiang)料提(ti)取物和(he)香(xiang)水(shui))。

總而言(yan)之(zhi)，這類納(na)米棒可(ke)以(yi)將入(ru)射陽(yang)光能量的(de)(de)4.2%轉化為化學(xue)鍵。僅僅考慮到氫(qing)(qing)燃(ran)料(liao)(liao)的(de)(de)能量，就(jiu)可(ke)以(yi)將3.6%的(de)(de)太陽(yang)能轉化為儲存(cun)燃(ran)料(liao)(liao)。這些(xie)數字可(ke)能看起來微(wei)不(bu)足道，但仍高于以(yi)前技術所能達到的(de)(de)1-2%。根據美國能源部(bu)的(de)(de)數據，效率達到5-10%，是太陽(yang)能制(zhi)氫(qing)(qing)“實際可(ke)行的(de)(de)門檻”。

今年2月(yue)至(zhi)8月(yue)間(jian)，Amirav和她的同事在歐洲納米能源和化學雜志(zhi)上(shang)發表了上(shang)述創新成果。他們(men)最近(jin)還在美國化學學會秋季(ji)網絡會議上(shang)展示(shi)了他們(men)的研究(jiu)成果。

在報告(gao)中，描述了他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)未來的(de)(de)工作(zuo)方(fang)向。Amirav說：“我們(men)(men)正在尋找(zhao)替代的(de)(de)有(you)機轉化。”她(ta)(ta)和她(ta)(ta)的(de)(de)合作(zuo)者希望(wang)，通過這種方(fang)式，他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)太陽能(neng)工廠可以生(sheng)產(chan)氫燃料和一系列(lie)其他(ta)(ta)(ta)有(you)用(yong)的(de)(de)工業副(fu)(fu)產(chan)品(pin)。在未來，他(ta)(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)人工光(guang)合作(zuo)用(yong)過程可以產(chan)生(sheng)低排放能(neng)量，加(jia)上一些有(you)益的(de)(de)化學提取(qu)物，作(zuo)為“實際(ji)”和“可行(xing)”的(de)(de)副(fu)(fu)產(chan)品(pin)。