莱斯大学的“人造树叶”装置可将水和阳光转化为氢燃料

来自莱斯大学的研究人员制造了一种简单的新型太阳能发电装置，可将水和阳光转化为氢燃料。该系统与其他“人造树叶”的设计非常相似，但该团队表示，该系统可以自给自足，生产成本相对较低。

该系统由一个过氧化物太阳能电池组成，连接到由催化剂制成的电极上，将水电解。当阳光照射到太阳能电池上时，它会产生电能，为催化剂提供动力，然后将水分成氧气和氢气。这些氢气随后可被收集起来供使用。

阳光对氢气的效率约为6.7%，这对这类系统来说是比较高的。但是，该团队表示，最有用的特点是新设计的自足性。太阳能电池和电极都在一个单元中--太阳能电池组件被封装在一个聚合物外壳内，在让阳光透过的同时，保护它们免受水的影响。研究人员的想法是，这个装置基本上可以被丢进一些有阳光直射的水里，让它长时间运行，根据需要产生氢气。

“通过巧妙的系统设计，你可以潜在地形成一个自我维持的循环，”这项研究的主要作者Jun Lou说。“即使在没有阳光的时候，你也可以使用化学燃料形式的储存能量。你可以把氢气和氧气的产物放在不同的罐子里，然后再结合另一个像燃料电池这样的模块，把这些燃料变成电能。”

该团队表示，他们还对过氧化物太阳能电池进行了调整，使其不需要像铂金这样的昂贵元件。相反，这些元件被换成了碳等廉价元素。这应该会降低设备的生产成本，并使其商业化生产更加可行。除了氢燃料之外，“人造树叶”设计也在探索作为生产电力、药物、肥料、合成气和其他有用的化合物的方法。

这项新研究发表在《ACS Nano》杂志上。