漂浮太阳能装置同时产生清洁水和燃料
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研究人员开发了一种漂浮的太阳能装置,可以在世界任何地方将受污染的水或海水转化为清洁的氢燃料和纯净水。图片来源:《自然·水》杂志

科技日报记者 张梦然 刘霞

英国剑桥大学团队开发了一种漂浮的太阳能装置,可在世界任何地方将受污染的水转化为清洁的氢燃料和纯净水。该装置可在资源有限或离网环境中发挥作用,因为它可与任何开放水源配合使用,并且不需要任何外部电源。研究结果发表在新一期《自然·水》杂志上。

该装置的灵感来自光合作用。研究人员表示,太阳能驱动的水分解,即水分子被分解为氢气和氧气,需要从完全纯净的水开始,因为任何污染物都会损害催化剂或导致不必要的化学副反应。但在偏远或发展中地区,清洁水相对稀缺,而且水净化所需的基础设施也不容易获得,水分解极其困难。如果能使用受污染的水展开工作,则可同时解决两个问题:它可分解水来制造清洁燃料,同时制造出清洁的饮用水。

研究人员将光催化剂沉积在纳米结构的碳网上,该碳网是光和热的良好吸收体,光催化剂用来产生水蒸气。多孔碳网经过防水处理,既可帮助光催化剂漂浮,又可使其远离下面的水,这样污染物就不会干扰其功能。

团队在浮动装置顶部使用了紫外线吸收层,通过水分解生产氢气。太阳光谱中的其余光传输到设备底部,使水蒸发。

研究人员称,他们模仿了植物叶子的蒸腾过程,通过这一方式可更好地利用光获得蒸汽来生产氢气。新装置对污染物的耐受性非常好,而且浮动设计允许基材在非常浑浊或泥泞的水中工作。

来源:科技日报