新型光催化法可大幅提高海水發電效率
科技日報北京5月23日電 （記者常麗君）傳統海水發電一般是利用潮汐、海浪或海水溫差。然而，日本大阪大學的一個研究團隊開發出一種新的光催化方法，能利用陽光把海水變成過氧化氫，然後用在燃料電池中產生電流，總體光電轉換效率達到0.28％，與生物質能源柳枝稷相當。
研究人員在最近發表於《自然·通訊》雜誌上的論文中指出，太陽能晝夜波動很大，爲了在夜間利用太陽能，需要將其轉化爲化學能存儲起來。水中過氧化氫是一種很有前景的太陽能燃料，可用在燃料電池中產生電流，副產品只有氧氣和水。
在本研究中，該團隊開發了一種能產生過氧化氫的新型光電化學電池，它用三氧化鎢作爲光催化劑，受到陽光照射時能吸收光子能量併發生化學反應，最終產生過氧化氫。
經24小時光照後，電池中海水過氧化氫的濃度可達48毫摩爾/升，遠超以往在純水中獲得的濃度2毫摩爾/升，足以支撐過氧化氫燃料電池的運作。濃度提高的主要原因是海水中氯離子提高了光催化劑的活性。
據測試，該系統總體光電轉換效率達到0.28％，通過光催化反應從海水中產生過氧化氫的效率爲0.55％，燃料電池效率爲50％。研究人員指出，這種形式發電的總效率雖不遜於其他光電能源，如柳枝稷（0.2％），但仍遠低於傳統的太陽能電池。希望今後能找到更好的光電化學電池材料，進一步提高效率，降低成本。
論文作者、大阪大學材料與生命科學系福住俊一說，海水是地球上可生產過氧化氫最豐富的資源。目前大部分燃料電池都是用液體過氧化氫，而不是氫氣，因爲液體過氧化氫更容易以高密度形式存儲，也更安全。“將來我們打算開發能大規模、低成本利用海水生產過氧化氫的新方法，以替代現有高成本生產方式。”
我國一直是太陽能資源豐富的國家，利用太陽能不僅能消除二氧化碳的影響，而且可以使碳資源有效循環起來。如此優勢的綠色能源爲何不能儘早爲我們所用，正是由於它的總體能源轉化效率不高。如今日本的研究團隊這項新研究爲太陽能提高使用率、降低使用成本提供了可能。太陽能作爲燃料的研究是一項長遠的研究，希望未來科學家開發出大規模、低成本的利用海水生產過氧化氫的新方法，早日實現太陽能的高效利用。