中国科学家研发最强“人工树叶”：太阳能制氢效率创新高

据新华社报道，近日，中国科研人员在太阳能水分解制氢领域取得重大突破。天津大学化工学院新能源化工团队成功研发了一种高效、稳定的半透明硫化铟光电阳极器件，显著提升了水氧化反应速率，推动更加高效耐用的“人工树叶”出现。

太阳能作为一种清洁、可持续的能源，具有巨大的开发潜力，但存在间歇性的缺点。无偏压太阳能水分解技术通过直接利用太阳能驱动水分子分解为氢气和氧气，能够将太阳能转化为可存储的氢气，被视为解决能源危机和环境污染问题的潜在途径。然而，光电阳极水氧化反应速率较慢，一直是制约该技术发展的关键瓶颈。

天津大学化工学院新能源化工团队针对这一难题，研发出一种半透明硫化铟光阳极器件。该器件具有独特的透明特性，不仅显著提升了水氧化反应速率，还能让部分阳光穿透到达光电阴极，减少太阳光的无效能量损耗。这一创新设计有效解决了金属层不透光效应与光生电子跨界面传输障碍之间的矛盾。

实验结果显示，该半透明硫化铟光阳极器件在完全依靠阳光驱动的独立系统中，实现了 5.10% 的太阳能 — 氢能转换效率，创下该类系统的最高纪录。这一成果近期发表在国际学术期刊《自然・通讯》上。

论文通讯作者、天津大学化工学院教授王拓表示，随着这一技术的不断发展和优化，更高效、便宜、耐用的“人工树叶”有望在未来实现。这些“人工树叶”不仅可以覆盖在建筑物的外墙或屋顶上，甚至可以在沙漠中建立大型“阳光制氢站”，为清洁能源的广泛应用提供新的可能。

王拓教授指出：“太阳能水分解技术有望在未来成为氢能生产的重要途径，进一步推动清洁能源的广泛应用。这意味着我们未来开动的汽车、使用的能源将可能源自阳光和水的‘人工光合作用’，真正实现绿色循环。”