纳米技术催生新一代氢燃料制造方法

　美国史丹佛大学(StanfordUniversity)的研究人员开发了一种排放量更低、也更稳定的氢(hydrogen)燃料制造方法。史丹佛大学副教授崔屹表示，“如果能让氢燃料变得更便宜且能普及，可望有数百万辆汽车采用这种干净的能源。”

　美国史丹佛大学(StanfordUniversity)的研究人员开发了一种排放量更低、也更稳定的氢(hydrogen)燃料制造方法；氢燃料一直被视为汽油的替代品，但因为缺乏燃料补充站以及生产过程不能完全达到零排放，而被认为不切实际。
　　
　史丹佛大学材料科学暨工程系副教授崔屹(YiCui)表示：“如果能让氢燃料变得更便宜且能普及，可望有数百万辆汽车采用这种干净的能源。”
　　
　为了解决二氧化碳排放量问题，崔屹与他的同事采用了新兴的太阳能分解水(photovoltaicwatersplitting)技术将太阳能供电的电极浸入水中，当太阳光接触电极时，会产生电流将水分解为氢与氧。不过以矽制成的传统太阳能电极曝露于氧气时会迅速腐蚀。
　　
　史丹佛大学的方法是利用钒酸铋(bismuthvanadate)来制作太阳能电池，该种材料是廉价、会吸收太阳光的化合物，而且具备抗腐蚀的高度稳定性；钒酸铋能产生适中的电量，但崔屹表示：“其性能仍然低于太阳能转氢燃料的理论转换效率。”
　　
　为了携带电流，钒酸铋制作的太阳能电池必须要小于200奈米，使其看起来是透明的；因此可见光能轻易透过穿透电池来产生电力。为了捕捉阳光，崔屹的团队转向采用奈米技术并打造了以数千个约600奈米高的矽奈米锥(nanocones)组成之微型阵列。
　　
　史丹佛研究团队打造了用以捕捉阳光的矽奈米锥微型阵列，以提升钒酸铋太阳能电池的性能。
　　
　“奈米锥结构展现了优异的、横跨广泛波长范围的光线捕捉能力，”崔屹表示：“每个奈米锥的形状都针对太阳光的捕捉进行最佳化，不然光线就只是穿透了纤薄的太阳能电池。”
　　
　那些奈米锥阵列被排放在一层钒酸铋薄膜上，然后一起放置于钙钛矿(perovskite)太阳能电池；在浸于水中之后，这个三层串联的装置会立即开始分解水，太阳能-氢转换效率为6.2%也是钒酸铋太阳能电池的最大理论转换效率。该串联太阳能电池会持续10小时制造氢，崔屹并指出，该装置：“未来仍有很大的进步空间。”