科学家使用低成本装置生产氢气，人类离“氢气经济”更近一步 | 早期实验室

编者按：氢气是一种清洁燃料，其能量转换效率也很高，是化石燃料的理想替代品。然而，目前面临的问题是氢气的生产成本太高。电化学家约翰·特纳曾经设计出了一种太阳能氢气转化装置，在那个时代是很先进的，不过其缺点也很明显。最近，科学家推出了最新设计，向半导体层添加了涂层以防止酸腐蚀。这些保护涂层显著延长了特纳的高效设计的使用寿命。

氢气目前用于提炼原油并合成氨，这是现代农业应用的关键组成部分。它也可以作为生成绿色电力的原料、制造汽车和卡车动力的环保燃料电池。但是，氢气通常由蒸汽加热的天然气产生，这会导致温室气体排放和其他环境问题。因此，科学家一直在努力用一个可再生能源来取代这个过程，而在最近出版的“ 自然能源”（Nature Energy）发表的一篇文章中就宣布了这样一个突破。

新方法依赖于光电化学（PEC）装置，制造出一种能够比其他方法更有效地分解水分子的太阳能电池。这些年来，科学家们一直在努力设计一种高效耐用的PEC设备来削减成本。18年前，美国国家可再生能源实验室的电化学家约翰·特纳（John Turner）设计了一种由铟镓磷化镓和砷化镓半导体层组成的器件，那时，这些材料比其他任何材料都更有效地将阳光转化为电力。Turner的设计在2015年之前是太阳能氢气转化效率最高的设计。但是，在使用中，电池暴露的酸性溶液迅速被破坏，这使得制造氢的成本太高。

圣地亚哥州立大学化学家Jing Gu领导的研究人员推出了最新设计，向半导体层添加了涂层以防止酸腐蚀。这些保护涂层显著延长了特纳的高效设计的使用寿命，并生产出一种能够在耐久性测试中保留80％能力的PEC设备。消费者可以通过氢气来为自己的汽车提供热量或者制冷。“氢气经济”可能还不是迫在眉睫，但有了这些科学家的努力，这也并不是一个遥不可及的乌托邦。

关于原作者

原作者梅丽莎·洛特（Melissa C. Lott）是一位在能源与公共卫生领域工作的工程师兼研究员。