高效率水分解光電極

刊登日期:2016/7/20
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透過光觸媒,可將水分解轉化產氫,但這樣的光化學反應效率低、製造成本高,以日本東京大學為中心的聯合研究團隊為提高水分解時光觸媒電極表面的反應效率,成功開發由氧化物薄膜與奈米大小的金屬柱狀結晶所構成的水分解光電極。
 
研究團隊以脈衝雷射沉積法進行氧化物薄膜的製作,同時以薄膜內 5nm 的金屬柱狀結晶自行沉積長成的製造方法,開發出電極機能的光觸媒薄膜。
 
此外,奈米柱狀結晶的析出促使水分解光電極的反應效率明顯提升,由於結晶無限分布在薄膜內,亦成功促使水的分解反應。由此可知,奈米柱狀結晶的構成元素金屬銥(Iridium)與薄膜的主成份鈦酸鍶(SrTiO3)呈現出高效率的組合模式。
 
一般在製作金屬與氧化物所構成的複合材料時,須用到高價的微影技術,或是多重的微細加工製程,然而隨著複雜的材料、製程的增加,製氫的成本亦會隨之增加,成為妨礙實用化的要因。但東大研究團隊所開發之奈米柱狀結晶在水中作為電極使用不僅具有長時間安定的耐久性,且具有一次單純製程即可製作出來的特徵,因此有助於開發高效率能源轉換材料或裝置的製作,並可為實現零 CO2 排放的潔淨氫能社會作出貢獻。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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