在洛桑联邦理工学院的光子学和界面实验室（Laboratory of Photonics and Interfaces at EPFL），由“染料敏化太阳电池之父”米夏埃尔•格雷策尔（Michael Grätzel）领衔的科学家们发明了染料敏化太阳能电池来模仿植物的光合作用，他们还研发了通过太阳能分解水来获得燃料如氢气的方法。为了实现这一目的，他们可以使用暴露在太阳光下可以将水直接分解成氢和氧的光电化学电池，或者与分离水分子的电解设备结合使用。通过第二种方法，Grätzel研究团队获得了惊人的太阳能制氢效率（12.3%），他们的成果发表在9月26日出版的《科学》杂志上（Science, 2014, 345,1593-1596, DOI: 10.1126/science.1258307）。此文的第一作者为Grätzel的博士后学生罗景山（音译）。 

　　他们的装置中使用到了钙钛矿太阳能电池（基于CH₃NH₃PbI₃的串联电池），并利用镍铁层状双金属氢氧化物（layered double hydroxide, LDH）作为催化剂电极。钙钛矿太阳能电池和NiFe-LDH电极的结合可以产生出高达约10毫安/平方厘米的光解水电流，相当于12.3%的太阳能光解水效率。 

图：当施加电流时，水分解成氢气和氧气，来源：http://actu.epfl.ch 

　　与其他太阳能转换技术相比，这一方法的优点在于：“电池里所使用的钙钛矿材料，以及组成电极的镍和铁催化剂，所需要的是地球上大量存在且廉价的资源，”罗解释道，“此外，我们的电极的性能与通常使用较为昂贵的基于铂催化剂的模型一样好。” 

　　能达到如此高的效率还要归因于钙钛矿单元的特性：其产生的开路电压大于1V（硅电池一般在0.7 V）的能力。 

　　 “电解水反应至少要1.7伏以上的电压才会发生，并获得可利用的气体，”罗解释。要达到这一目标，至少需要三个或更多硅电池，而使用钙钛矿电池的话两个就够了。因此考虑到光吸收所需的表面，使用钙钛矿电池效率更高。“这是我们首次只利用两块电池就可以通过电解获得氢。” 罗补充道。 

　　作者在文中表示钙钛矿材料的不稳定性限制了这个体系的使用寿命。 

　　（综合lswl.org、cnbeta网站报道） 

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