물 한 잔을 부어 보세요. 이 물에는 풍부한 연료원, 수소가 들어 있습니다. 수소는 휘발유 기반 에너지 제품과 달리 깨끗하게 연소됩니다. 사실이되기에는 너무 좋은 소리? 일본의 과학자들은 빛과 꼼꼼하게 설계된 촉매를 사용하여 물을 수소와 산소로 성공적으로 분리했으며, 최대 효율로 그렇게했기 때문에 손실과 바람직하지 않은 부작용이 거의 없었습니다. 태양 수소 생산의 이러한 최신 돌파구는 확장 가능하고 경제적으로 실행 가능한 수소 생산의 가능성을 높여 인류가 청정 에너지로 전환 할 수있는 길을 열어줍니다.
광촉매라고 불리는 촉매와 햇빛을 이용한 물 분할은 수십 년 동안 태양 수소 생산을 달성하는 유망한 방법이었습니다. 그러나, 대부분의 이전의 시도들은 단지 약 50% 미만의 외부 양자 효율만을 산출하여 실제 사용을 위한 효율적인 촉매 설계의 어려움을 나타낸다. 촉매는 광원에서 흡수 된 모든 광자가 수소를 만드는 데 사용되도록 더 잘 설계되어야했습니다. 효율성 향상의 핵심은 조촉매의 전략적 배치와 반도체의 결함을 방지하는 것이 었습니다.
5 월 27 일 Nature에 발표 된 신슈 대학의 Tsuyoshi Takata 등은 알루미늄 도핑 스트론튬 티타네이트를 광촉매로 사용하여 전력 생산의 새로운 영역을 개척했으며, 그 특성은 광범위하게 연구되어 왔으며 따라서 가장 잘 이해되었습니다. 그들은 산화 크롬과 함께 수소를위한 조촉매 로듐과 산소를위한 코발트 산화물을 선택하여 원하는 반응에만 참여하도록 미세 조정합니다. 이 방법은 반응이 재결합 손실이 없도록 가능하게 하였다.
이러한 새로운 발견은 확장 가능하고 경제적으로 실행 가능한 태양 수소 생산을 달성하기위한 문을 열어줍니다. 그들의 설계 전략은 거의 완벽한 효율성으로 이어지는 결함을 줄이는 데 성공했으며, 얻은 지식은 강렬한 가시 광선 흡수로 다른 재료에 적용될 것입니다. 우리가 수소로 자동차를 운전하기 전에 더 많은 연구가 필요합니다.이 연구는 자외선과 태양의 풍부한 가시 광선의 사용에 초점을 맞추었 기 때문에 사용되지 않았습니다. 그러나 이러한 큰 돌파구는 그 가능성을 더 이상 사실이되기에는 너무 좋게 만들지 않고 이론적으로는 시간 문제 일뿐입니다. 바라건대 과학자, 연구원 및 엔지니어가이 분야에 참여하도록 장려하여 태양 수소 발전의 사용을 훨씬 더 가깝게 만들 수 있기를 바랍니다.
