漂浮太陽能裝置同時產生清潔水和氫

漂浮太陽能裝置可在世界任何地方將受污染的水或海水轉化為清潔的氫燃料和純凈水。

圖片來源：《自然·水》雜志

英國劍橋大學團隊開發了一種漂浮的太陽能裝置，可在世界任何地方將受污染的水轉化為清潔的氫燃料和純凈水。該裝置可在資源有限或離網環境中發揮作用，因為它可與任何開放水源配合使用，并且不需要任何外部電源。研究結果發表在新一期《自然·水》雜志上。

該裝置的靈感來自光合作用。研究人員表示，太陽能驅動的水分解，即水分子被分解為氫氣和氧氣，需要從完全純凈的水開始，因為任何污染物都會損害催化劑或導致不必要的化學副反應。但在偏遠或發展中地區，清潔水相對稀缺，而且水凈化所需的基礎設施也不容易獲得，水分解極其困難。如果能使用受污染的水展開工作，則可同時解決兩個問題：它可分解水來制造清潔燃料，同時制造出清潔的飲用水。

研究人員將光催化劑沉積在納米結構的碳網上，該碳網是光和熱的良好吸收體，光催化劑用來產生水蒸氣。多孔碳網經過防水處理，既可幫助光催化劑漂浮，又可使其遠離下面的水，這樣污染物就不會干擾其功能。

團隊在浮動裝置頂部使用了紫外線吸收層，通過水分解生產氫氣。太陽光譜中的其余光傳輸到設備底部，使水蒸發。

研究人員稱，他們模仿了植物葉子的蒸騰過程，通過這一方式可更好地利用光獲得蒸汽來生產氫氣。新裝置對污染物的耐受性非常好，而且浮動設計允許基材在非常渾濁或泥濘的水中工作。