德国采用聚合物涂层催化剂保护“人造树叶”

　　由于太阳能具有波动性，因此解决其存储问题是迫切需要。一种方法是使用太阳能电池内部产生的电能通过电解水，在这个过程中产生的氢可以存储作为燃料。

　　德国亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心(HZB)的科学家们，使用高效架构修改了超直型太阳能电池，通过合适的催化剂从水中获得氢。这种复杂的太阳能电池涂有两种不同的催化剂，其工作原理如同一个“人造树叶”，利用太阳光分解水产生氢气。

　　当放置在电解质水溶液中时，太阳能电池会快速腐蚀。现在，研究人员发明了一种方法，将催化剂嵌入在导电聚合物中，然后安装到太阳能电池的两个接触面上。这样，电池的敏感触点被封闭，可以防止太阳能电池腐蚀。

　　由于氢的应用潜力，其存储了化学能且高度灵活。这种气体可以转化为燃料，如甲烷、甲醇，或是在燃料电池内部直接产生电能。在电池的两级涂有合适的催化剂时，最低可产生1.23伏电压，通过电解水分子可以生成氢和氧。研究人员使用多个极薄的硅层制成的光伏结构，在电池的电接触表面都涂有特殊的催化剂用于分解水。这种电池是由单一的但结构复杂的“块”组成的，是一种单片技术。该电池被放置在稀酸溶液中，并使用太阳光进行照射，接触面产生了电压分解水。在这个过程中催化剂加速了接触面的反应是极为重要的。

　　这种光伏电池的主要优点是其具有“上层体系结构”，光通过透明的前接触面进入，并在载体玻璃上沉积;由于催化剂被嵌入在电池中，其位于电池的背面与水或酸性混合物接触，因此没有不透明度。由于这种混合物是具有腐蚀性的，研究人员为了保护电池被腐蚀，将氧化钌纳米颗粒与导电性聚合物进行混合，将其安装到电池的背部接触面，作为一种催化剂生产氧。同样地，铂纳米粒子作为生产氢的催化剂被应用在前接触面上。该装置使太阳能电池效率达到了3.7%，并稳定运行了至少18个小时。

　　现实中，铂和氧化钌催化剂是十分昂贵的，研究人员需要找寻其他价格更低的材料作为替代品。目前研究人员正在开发使用涂有硫化钼层的碳纳米棒作为产氢催化剂。