科學家開發新型光催化劑，可從海水中高效提取氫燃料

【Technews科技新報】不被特斯拉看好的氫燃料電池汽車有新能量來源了。美國科學家開發出一種由混合材料組成的新型光催化劑，可以比現有方法更有效率從海水中提取氫，將使氫燃料成為現有化石燃料的可行性替代品。

許多汽車製造商如日本豐田、本田等，正在大量投資開發氫燃料電池汽車，透過燃料電池中氧與氫反應產生電力來推動電動機，再驅動車輛，汽車尾巴排出來的不再是廢氣而只是水。只不過，氫雖然是宇宙最豐富的元素，本地球上卻主要存在化合物中，不能直接捕捉利用，必須從化石燃料或從其他能源中提取，不只需額外耗費大量能量，轉換過程也易引起能量流失。目前提取氫的技術仍有諸多障礙待跨，電動車巨頭、特斯拉總裁馬斯克因而毫不吝嗇的對氫燃料汽車潑冷水。

不過，美國中央佛羅里達大學（UCF）助理教授 Yang Yang 最近發布一種由二硫化鉬（MoS₂）和二氧化鈦（TiO₂）組成的光催化劑，可以利用太陽光將海水高效轉化為氫氣和氧氣，研究發布在《能源與環境科學》期刊。

（Source：中央佛羅倫斯大學）

二氧化鈦是水反應生成氫氣和氧氣的催化劑，也是最常見的光催化劑，研究指出，新型光催化劑是一種超薄二氧化鈦薄膜，研究人員在表面蝕刻納米結構孔隙，再用僅原子寬度的二硫化鉬薄片塗覆凹痕，這類非金屬、且元素蘊藏量豐富的混合材料，光催化活性可以透過等離子體效應增強，獲得比其他材料更廣泛的光照量，成為太陽能轉化為化學燃料的優異催化劑，同時還能抵禦海水的高鹽度、腐蝕性等惡劣條件。

典型的催化劑只能將有限範圍的光轉化為能量，但新開發的混合材料能顯著增加可被收穫的光能範圍，透過控制納米片中硫的密度，它們可以從紫外－可見光到近紅外光波長中產生至少是當前光催化劑的兩倍能量。

到目前為止，製造氫燃料的過程效率偏低、成本高，且缺乏基礎設施支持，但若這種納米材料被大規模使用，或許可以成功幫助大量綠色能源生成，替代化石燃料。Yang Yang 表示，商業化之後，它可以促進海水與光照都充足的佛羅里達州經濟。製造太陽能催化劑與太陽能電池板相比相對容易且便宜，目前研究人員正試圖進一步提高性能，從而可從廢水中分離出氫。

（首圖來源：pixabay）

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科技新報編輯

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