據(jù)報道，以色列和意大利科學家已經(jīng)開發(fā)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。

這項新的太陽能技術將提供一種可持續(xù)的方式，將水和陽光轉化為燃料電池的可儲存能源，而所儲存的電力可以并入電網(wǎng)，也可用于由燃料電池驅動的卡車、火車、汽車、輪船、飛機或工業(yè)流程。

海法以色列理工學院化學副教授Lilac Amirav說：“可以把這項研究看作是一種人工光合作用。”（如果能擴大規(guī)模，這項技術最終將成為“太陽能工廠（solar factories）”的基礎，在這些工廠中，太陽能集熱器陣列將水分解成氫氣燃料，以及一種或多種其他工業(yè)化學品。）

Amirav說：“我們（從）一種與太陽能電池板非常相似的半導體開始研究?！钡牵麄冄芯康牟皇抢锰柟忉尫烹娮与娏鞯墓怆娐肪€，而是利用太陽光有效地、經(jīng)濟地從水分子中剝離氫。

迄今為止最大的障礙是氫和氧一旦分裂就很容易再結合，也就是說，除非能在反應中引入催化劑，使水的兩個組成元素彼此分離。

因此，Amirav及其同事開發(fā)了一種棒狀納米顆粒，長50-60納米，直徑只有4.5納米，頂端都有直徑2-3納米的鉑球，就像固定在吸管末端的納米彈珠。

自2010年以來，該團隊一直在調整設計，以最大限度地提高棒狀納米顆粒的性能，將“太陽能轉化為化學能”，盡可能多地提取氫氣和多余能量。

從水中生成氫分子的同時，也會產(chǎn)生氧氣，必須合理處理這些副產(chǎn)品。Amirav說：“氫是一種燃料，當你考慮人工光合作用時，你關心的是氫。在這一過程中，氧不是一個有趣的產(chǎn)物，它是一個瓶頸?！?/p>

從水分子中分裂出來的氧氣，也會帶走反應能量，這是無法回避的事實。如果不對其加以利用，最終會浪費太陽能，導致整體反應效率下降。

因此，研究人員在這一過程中加入另一反應。他們的鍍鉑納米棒催化劑，不僅可以利用太陽能將水轉化為氫，還能利用釋放出來的氧氣，將有機分子芐胺轉化為工業(yè)化學物質苯甲醛(通常用于染料、香料提取物和香水)。

總而言之，這類納米棒可以將入射陽光能量的4.2%轉化為化學鍵。僅僅考慮到氫燃料的能量，就可以將3.6%的太陽能轉化為儲存燃料。這些數(shù)字可能看起來微不足道，但仍高于以前技術所能達到的1-2%。根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，效率達到5-10%，是太陽能制氫“實際可行的門檻”。

今年2月至8月間，Amirav和她的同事在歐洲納米能源和化學雜志上發(fā)表了上述創(chuàng)新成果。他們最近還在美國化學學會秋季網(wǎng)絡會議上展示了他們的研究成果。

在報告中，描述了他們未來的工作方向。Amirav說：“我們正在尋找替代的有機轉化。”她和她的合作者希望，通過這種方式，他們的太陽能工廠可以生產(chǎn)氫燃料和一系列其他有用的工業(yè)副產(chǎn)品。在未來，他們的人工光合作用過程可以產(chǎn)生低排放能量，加上一些有益的化學提取物，作為“實際”和“可行”的副產(chǎn)品。