美國麻省理工學院研制出模擬光合作用的新型低成本太陽能電池

美國麻省理工學院研制出模擬光合作用的新型低成本太陽能電池

美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology， MIT）于 2011 年 3 月 27 日在美國化學學會第 241 屆全國會議上宣布，一種被稱為“人工樹葉”的新型低成本太陽能電池已研制成功，該電池約紙牌大小，但相較之下更薄，并可模擬綠色植物光合作用將陽光和水轉換成能量，從而為發電帶來便利，并降低成本。

在天然植物中，陽光射入樹葉后產生電子和正電荷，可將水分解為氧氣和氫氣，氫氣以碳水化合物形式被捕獲以防止擴散到空氣中。而該電池配有一塊與傳統太陽能電池所用類似的硅芯片，用于產生電子與正電荷空穴。可實現天然植物綠葉 10倍以上的轉換效率。 其關鍵在于在芯片上使用由鎳和鈷組成并具有高性能、低成本特點的催化劑，能有效地利用低壓電流分別在芯片的兩側產生氫氣和氧氣，并能在燃料電池中進行儲存并產生電能。如果在陽光充足的條件下將其放在一加侖的水中，可為一個發展中國家的單戶家庭供電一天。

其實模擬光合作用的理念并非首創，美國可再生能源實驗室早在 1998 年已研制出第一個利用該原理發電裝置，雖然其效率較高，但穩定性較差，且所用金屬材料價格昂貴，所以并不適合推廣應用。

而該電池將催化劑與芯片相結合，無需使用傳統太陽能電池板，由于省去配線工序，降低了生產成本，并且工作環境要求低、穩定性好。實驗表明， 可連續運行至少 45 h。 目前技術難點在于如何對所制取的氣體進行收集，該電池要實現工業化生產仍需時日。

摘譯自互聯網