本報(bào)訊 太陽能清潔且豐富。不過，當(dāng)沒有日光照射時(shí)，必須將其儲存在電池中，或者通過一個(gè)被稱為光催化的過程，將太陽能用于燃料生產(chǎn)。在光催化水裂解中，太陽能將水分解成氫和氧。隨后，氫和氧在燃料電池中被重新組合，以釋放能量。

日前發(fā)表于美國物理學(xué)會(huì)出版集團(tuán)旗下期刊《應(yīng)用物理學(xué)快報(bào)》的一篇論文顯示，如今，一類新材料——鹵化物雙鈣鈦礦可能剛好擁有裂解水的屬性。

“如果我們能發(fā)明一種被用作水裂解光催化劑的材料，這將是一個(gè)巨大的突破。”論文共同作者Feliciano Giustino表示。

此前，研究人員試驗(yàn)了多種光催化材料，如二氧化鈦（TiO2）。雖然該材料能利用太陽能分解水，但效率不高，原因在于它無法很好地吸收可見光。迄今為止，還未有用于普通水裂解的光催化材料實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

來自英國牛津大學(xué)的George Volonakis和Giustino利用超級計(jì)算機(jī)計(jì)算了4種鹵化物雙鈣鈦礦的量子能量狀態(tài)。他們發(fā)現(xiàn)，Cs2BiAgCl6和Cs2BiAgBr6是最有前景的光催化材料，因?yàn)樗鼈兡鼙萒iO2更好地吸收可見光。同時(shí)，兩者能產(chǎn)生擁有充足能量從而將水分解成氫和氧的電子和空穴。

Giustino表示，極少有材料同時(shí)具備所有這些特征。“我們不能說這肯定行得通，但這些化合物似乎擁有全部合適的屬性。”

Giustino及其團(tuán)隊(duì)最初在尋找制造太陽能電池的材料時(shí)發(fā)現(xiàn)了這種鈣鈦礦。過去幾年間，鈣鈦礦引發(fā)廣泛關(guān)注，因?yàn)樗商岣叽?lián)設(shè)計(jì)硅基太陽能電池的效率。串聯(lián)設(shè)計(jì)可將鈣鈦礦電池直接集成到高效硅電池上，但它們含有少量鉛。如果被用于太陽能電站的能量收集，鉛可能造成潛在的環(huán)境危害。