日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)于2016年3月10日宣布，開(kāi)發(fā)出了混合2種粉末狀光催化劑的薄膜。利用水制備氫氣時(shí)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1.1%，可以廉價(jià)且大規(guī)模地供應(yīng)氫氣。
該產(chǎn)品是NEDO與人工光合成化學(xué)工藝技術(shù)研究組合(ARPChem)、東京大學(xué)及東陶合作開(kāi)發(fā)的。NEDO和ARPChem正在推進(jìn)“二氧化碳原料基礎(chǔ)化學(xué)品制造工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)(人工光合成項(xiàng)目)”，此次開(kāi)發(fā)的光催化劑薄膜也是該項(xiàng)目的研究成果之一。
光催化劑薄膜是利用粒子轉(zhuǎn)印工藝制作的，首先混合氫氣生成光催化劑粉末和氧氣生成光催化劑粉末，涂在玻璃基板上，在其上蒸鍍形成導(dǎo)電層后，剝離導(dǎo)電層和光催化劑層。這種光催化劑薄膜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不使用輔助電力，只需向水中照射太陽(yáng)光就可以分解水。另外，由于在同一面上生成氫氣和氧氣，可以保持高性能，同時(shí)大面積擴(kuò)展。
另外，設(shè)想到實(shí)用化時(shí)要大量生產(chǎn)，還成功開(kāi)發(fā)出了基于絲網(wǎng)印刷的涂布型，并發(fā)現(xiàn)能穩(wěn)定產(chǎn)生氫氣和氧氣。通過(guò)采用絲網(wǎng)印刷，有望大幅削減制造成本，有可能實(shí)現(xiàn)能以極低成本制造氫氣的水分解光催化劑模塊。
今后，將面向?qū)嵱没瘍?yōu)化氫氣制造器件及模塊結(jié)構(gòu)，爭(zhēng)取2021年度末之前，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10%。此次的成果已于3月7日(英國(guó)時(shí)間)在英國(guó)科學(xué)雜志《Nature Materials》的在線速報(bào)上公開(kāi)。
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