作者:常丽君 来源:科技日报 发布时间:2016/5/24 10:53:20
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新型光催化法可大幅提高海水发电效率

 

科技日报北京5月23日电 (记者常丽君)传统海水发电一般是利用潮汐、海浪或海水温差。然而,日本大阪大学的一个研究团队开发出一种新的光催化方法,能利用阳光把海水变成过氧化氢,然后用在燃料电池中产生电流,总体光电转换效率达到0.28%,与生物质能源柳枝稷相当。

研究人员在最近发表于《自然·通讯》杂志上的论文中指出,太阳能昼夜波动很大,为了在夜间利用太阳能,需要将其转化为化学能存储起来。水中过氧化氢是一种很有前景的太阳能燃料,可用在燃料电池中产生电流,副产品只有氧气和水。

在本研究中,该团队开发了一种能产生过氧化氢的新型光电化学电池,它用三氧化钨作为光催化剂,受到阳光照射时能吸收光子能量并发生化学反应,最终产生过氧化氢。

经24小时光照后,电池中海水过氧化氢的浓度可达48毫摩尔/升,远超以往在纯水中获得的浓度2毫摩尔/升,足以支撑过氧化氢燃料电池的运作。浓度提高的主要原因是海水中氯离子提高了光催化剂的活性。

据测试,该系统总体光电转换效率达到0.28%,通过光催化反应从海水中产生过氧化氢的效率为0.55%,燃料电池效率为50%。研究人员指出,这种形式发电的总效率虽不逊于其他光电能源,如柳枝稷(0.2%),但仍远低于传统的太阳能电池。希望今后能找到更好的光电化学电池材料,进一步提高效率,降低成本。

论文作者、大阪大学材料与生命科学系福住俊一说,海水是地球上可生产过氧化氢最丰富的资源。目前大部分燃料电池都是用液体过氧化氢,而不是氢气,因为液体过氧化氢更容易以高密度形式存储,也更安全。“将来我们打算开发能大规模、低成本利用海水生产过氧化氢的新方法,以替代现有高成本生产方式。”

 
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