國家科學技術(shù)研究委員會下屬的韓國機械材料研究所（KIMM）開發(fā)出了在自然陽光下穩(wěn)定產(chǎn)生高光電流的技術(shù)，從而有效地生產(chǎn)氫氣。

　　通過簡化以前復雜的多步驟工藝，這一進步大大縮短了制造時間，并有望加速太陽能制氫技術(shù)的商業(yè)化。

　　由KIMM納米聚合制造研究部-納米光刻制造研究中心首席研究員兼負責人Jihye Lee博士領(lǐng)導的研究小組開發(fā)了一種技術(shù)，可以提高BiVO4（釩酸鉍）光電極的生產(chǎn)效率，從而最大限度地提高氫的產(chǎn)量。

　　研究結(jié)果發(fā)表在了《材料化學雜志A》（Journal of Materials Chemistry A）上。

　　BiVO4是一種金屬氧化物，由于其高光吸收和太陽能制氫（STH）的轉(zhuǎn)換效率，被認為是太陽能水分解系統(tǒng)的關(guān)鍵材料。

　　以前，BiVO4前驅(qū)體溶液只能在高達100mM的濃度下制備。這一限制需要超過8次重復的旋轉(zhuǎn)涂層和熱處理步驟才能形成高性能薄膜，這大大減慢了工藝速度，增加了材料消耗，導致生產(chǎn)率低。

　　為了克服這些限制，研究小組通過將乙酰丙酮、乙酸和二甲基亞砜（DMSO）最佳混合，開發(fā)出高濃度BiVO4前驅(qū)體溶液。有了這種新的解決方案，一步旋轉(zhuǎn)涂層就足以生產(chǎn)均勻和高性能的BiVO4薄膜，與傳統(tǒng)方法相比，整體生產(chǎn)率提高了約5.9倍。

　　此外，該團隊還制作了一個144平方厘米的大面積光電極，并將其中的四個連接起來，形成了一個576平方厘米的超大電極系統(tǒng)。

　　值得注意的是，通過將該系統(tǒng)與硅太陽能電池并聯(lián)，他們成功地利用自然陽光生產(chǎn)氫氣，而無需任何外部電源。該系統(tǒng)即使在自然光照下也能產(chǎn)生穩(wěn)定且強大的光電流，從而顯著提高了環(huán)保制氫的經(jīng)濟可行性和效率，增強了商業(yè)化前景。

　　Jihye Lee博士說：“本研究通過開發(fā)高濃度BiVO4前驅(qū)體溶液，在大面積光電極的制造效率和生產(chǎn)率方面取得了突破。這將有助于加速向可持續(xù)能源的過渡和綠色氫生產(chǎn)的商業(yè)化。”

　　研究組以該技術(shù)為基礎(chǔ)申請了國內(nèi)專利和PCT（專利合作條約）專利。

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