研究人员利用太阳从水中产生氢气

根据《自然化学》发表的一篇论文，北卡罗来纳大学教堂山分校的化学研究小组开发了一种独特的方法，利用太阳能从水中生产氢气，这是一种潜在的清洁能源。

由北卡罗来纳大学教堂山分校化学家 Alexander Miller 领导的这项研究“催化剂自组装加速水中双金属光驱动电催化 H 2演化”研究了一种利用光和电将水分解为其组成元素——氢和氧的系统。

米勒说：“我们发现，你可以诱导这些催化剂自组装成这些小球，从而更好地吸收光并形成化学键以产生氢气。” “这项研究代表了对催化领域的重大贡献，并为高效和可持续能源技术的发展铺平了道路。”

文理学院化学教授米勒和核磁共振核心实验室研究教授马克·特·霍斯特一起加入; Isaac Cloward，研究生研究助理; Tamara Jurado，博士后研究员;刘天飞，博士后研究员;以及他的实验室的前成员：安娜贝尔·波恩、马修·钱伯斯和凯瑟琳·皮特曼。

研究人员发现，分子结构导致催化剂(加速化学反应的分子，而自身在反应过程中不会被消耗)聚集在一起形成胶束，胶束是类似于水表面的油性沉积物的小球，当橄榄油添加到水中时。

水分解是可再生能源技术的关键过程，特别是在生产氢气作为清洁和可持续燃料方面。从水中获得的氢气可用于燃料电池、内燃机和其他应用，唯一的副产品是水蒸气。

米勒说：“水分解有可能以化学键的形式储存太阳能，解决太阳能发电的间歇性问题。” “对高效且具有成本效益的水分解方法的研究是可再生能源和可持续发展领域的一个重要领域。”

研究人员还使用了一种称为动态光散射(也称为光子相关光谱)的特殊技术，通过分析散射光强度的波动来测量催化剂的尺寸。这种非侵入性技术提供了有关催化剂的尺寸、形状和分布的宝贵信息。

胶束越大，产生氢气的速度就越快。他们还使用了一种称为核磁共振波谱的分析工具，该工具证实在这些颗粒内，催化剂彼此靠近。

“我们希望捕获阳光中的能量，而不是将其转化为电能，就像屋顶上的太阳能电池板一样，我们希望产生一种燃料，我们可以根据需要存储和使用这些燃料来驾驶汽车、为电池充电、运行灯，”米勒说。 “这就是大局。”