通過從海水中提取氣體來生產(chǎn)氫氣來為燃料電池供電是可能的，但是這樣做所需的電力使得該過程成本高昂。UCF研究員楊洋提出了一種新的混合納米材料，它利用太陽能并利用它比現(xiàn)有材料更便宜，更有效地從海水中產(chǎn)生氫氣。

這一突破有朝一日可能會帶來清潔燃料的新來源，減少對化石燃料的需求，并促進佛羅里達州的經(jīng)濟，那里陽光和海水豐富。

Yang是中佛羅里達大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)中心和材料科學(xué)與工程系聯(lián)合任命的助理教授，近10年來一直致力于太陽能氫分裂。

它是使用光催化劑完成的 - 一種利用光能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的材料。當(dāng)他開始研究時，楊專注于利用太陽能從純凈水中提取氫氣。對海水來說，這是一個更困難的任務(wù); 所需的光催化劑不夠耐用，無法處理其生物質(zhì)和腐蝕性鹽。

據(jù)“ 能源與環(huán)境科學(xué) ”雜志報道，楊和他的研究團隊已開發(fā)出一種新的催化劑，它不僅能夠比其他材料獲得更廣泛的光譜，而且能夠經(jīng)得起海水中的惡劣條件。

“我們打開了一個新的窗口來分割真實的水，而不僅僅是實驗室中的純凈水，”楊說。“這在海水中確實很有效。”

Yang開發(fā)了一種制造由混合材料組成的光催化劑的方法。微小的納米腔被化學(xué)蝕刻到最常見的光催化劑二氧化鈦超薄膜的表面上。這些納米腔壓痕涂有二硫化鉬納米薄片，二維材料是一個單一原子厚度的二維材料。

典型的催化劑能夠僅將有限帶寬的光轉(zhuǎn)換成能量。憑借其新材料，Yang的團隊能夠顯著提高可收獲的光帶寬。通過控制納米薄片內(nèi)的硫空位密度，它們可以產(chǎn)生從紫外 - 可見光到近紅外光波長的能量，使其至少是當(dāng)前光催化劑的兩倍。

“我們可以從光線中吸收比傳統(tǒng)材料更多的太陽能，”楊說。“最終，如果它被商業(yè)化，對佛羅里達州的經(jīng)濟來說會有好處。我們在佛羅里達州周圍有很多海水，而且陽光很好。”

他說，在許多情況下，用太陽能生產(chǎn)化學(xué)燃料比用太陽能電池板發(fā)電更好。電力必須使用或存儲在電池中，電池會降解，而氫氣很容易儲存和運輸。

制造催化劑相對容易且廉價。楊的團隊正在繼續(xù)研究，重點放在擴大制造的最佳方法，并進一步提高其性能，以便從廢水中分離氫氣。