這項新的研究可以把地球上最普遍的水資源變成燃料

水燃料

在過去幾十年里，化石燃料已成為世界工業的支柱。它們也是人為氣候變化的首要原因。幸運的是，事情正在開始改變，因為可再生能源的興起，化石燃料正在逐漸減少。

具有巨大潛力的替代能源是太陽能。太陽能的一種變體是太陽能燃料，它是利用陽光將水或二氧化碳轉化為可燃性化學物質而產生的。由於太陽能燃料組件的相對豐富，它被認為是清潔能源研究的理想目標。然而這些反應，例如通過分解水產生氫，不可能通過僅使用陽光來進行。有效地促進該過程的材料是必要的。

科學家們一直致力於開發低成本、高效的材料作為光陽極創造實用的太陽能燃料。光陽極類似於電池中的陽極，並且通過在工藝期間輔助電子的流動來激活太陽能燃料的產生。來自勞倫斯伯克利國家實驗室和加利福尼亞理工學院的科學家在兩年內成功地將潛在光陽極的數量增加了一倍。

現在，研究人員開發了一種新的，更快的方法來識別用作光電陽極的新材料，他們發現了12個有前途的候選材料。

科學研人員說，這項研究不僅提供了一種改進的方法來尋找光陽極，而且通過給研究人員提供新的光陽極的觀察，推進了這個研究領域。這項研究特別重要的是，它結合了實驗和理論，除了為太陽能燃料應用識別幾種新的化合物，研究人員還能夠學到一些關於材料本身的基本電子結構的新東西。

為了發現這些新的光電陽極，科學家團隊結合了計算和實驗方法。材料項目資料庫挖掘潛在有用的化合物。在美國國家能源研究科學計算中心（NERSC）的計算資源，以及來自分子鑄造的軟體和專業知識，進行了數百個理論計算。一旦確定了光陽極活性的最佳候選者，就是在實驗室測試這些材料的時候。

在不同條件下使用高通量實驗同時測試材料的陽極活性。這是這種類型的實驗第一次以這種方式運行。關鍵進步是將理論和超級計算機提供的最佳能力與新型高通量實驗相結合，以前所未有的速度生成科學知識。

他們發現，具有釩，氧和第三個元素的化合物具有高度可調的電子結構，使得它們有利於水的氧化。

這項研究為我們提供了更多的方法來利用世界上最豐富的資源之一的水資源作為能源。隨著科技的進步，我們可以更方便更高效地開發可再生能源，最終將離開化石燃料。

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