太陽能燃料：微米線使其具有更高效率

特溫特大學MESA+納米技術研究所的研究人員們對用於生產太陽能燃料的技術進行了顯著的效率改進。這涉及將來自太陽光的能量直接轉換成可用燃料（在這種情況下，燃料指氫氣）。

僅使用土壤中含量豐富的材料，他們開發了迄今為止最高效率的轉換方法。訣竅是從發生轉換反應的點解耦出光被捕獲的點。

這項研究今天發表在「Nature Energy」雜誌（「Spatial Decoupling of Light Absorption and Catalytic Activity of Ni-Mo-Loaded High-Aspect-Ratio Silicon Microwire Photocathodes」）。

微米線太陽能燃料轉換。圖片來源:特溫特大學

世界各地的研究人員們正在研究太陽能燃料技術的發展。這涉及到僅使用陽光，二氧化碳和水這些植物使用的基本成分來生成可持續燃料。特溫特大學MESA +研究所的一組研究人員正在研究一種產生氫氣的太陽能轉換成燃料的裝置。目前他們在基礎研究領域取得了重大突破。

他們使用土壤中含量豐富的材料（即避免使用稀缺而昂貴的貴金屬），開發了迄今為止將光轉化為氫的最有效率的方法。該系統由長度小於十分之一毫米的硅微米線組成，其頂部塗有催化劑。光子（光粒子）被收集在微米線之間。氫形成的化學反應發生在微米線尖端的催化劑上。

解耦

通過改變微米線的密度和長度，研究人員們最終實現了10.8％的最大效率。他們設法通過從發生轉換反應的點解耦出收集光子的點來實現所述最大效率。這個步驟是必要的，因為催化劑通常反射光。

然而，要儘可能高效率地進行轉換，你可能會希望它們吸收儘可能多的光。在微觀尺度上實現這種解耦是很重要的，因為在較大尺度上，硅微米線的電導率成為限制因素。

研究人員中的其中一位Jurriaan Huskens教授指出，10.8％是硅基設計的最高效率。然而，要使該技術在經濟上可行，需要將效率進一步提高到15％。

故事來源：素材由特溫特大學提供。注意：內容可能經過風格和篇幅的編輯。

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