2023-11-16 07:36
英国剑桥大学团队开发了一种漂浮的太阳能装置，可在世界任何地方将受污染的水转化为清洁的氢燃料和纯净水。该装置可在资源有限或离网环境中发挥作用，因为它可与任何开放水源配合使用，并且不需要任何外部电源。研究结果发表在新一期《自然・水》杂志上。
该装置的灵感来自光合作用。研究人员表示，太阳能驱动的水分解，即水分子被分解为氢气和氧气，需要从完全纯净的水开始，因为任何污染物都会损害催化剂或导致不必要的化学副反应。但在偏远或发展中地区，清洁水相对稀缺，而且水净化所需的基础设施也不容易获得，水分解极其困难。如果能使用受污染的水展开工作，则可同时解决两个问题：它可分解水来制造清洁燃料，同时制造出清洁的饮用水。
研究人员将光催化剂沉积在纳米结构的碳网上，该碳网是光和热的良好吸收体，光催化剂用来产生水蒸气。多孔碳网经过防水处理，既可帮助光催化剂漂浮，又可使其远离下面的水，这样污染物就不会干扰其功能。
团队在浮动装置顶部使用了紫外线吸收层，通过水分解生产氢气。太阳光谱中的其余光传输到设备底部，使水蒸发。
研究人员称，他们模仿了植物叶子的蒸腾过程，通过这一方式可更好地利用光获得蒸汽来生产氢气。新装置对污染物的耐受性非常好，而且浮动设计允许基材在非常浑浊或泥泞的水中工作。
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