太陽能聚焦能分解水嗎?(如凹透鏡聚光,足夠大的凹透鏡)如果能,分解過程中氫氣不會燃燒嗎?(所聚太陽光在其上方)
熱心網友
可以的?,F在世界上已經有了強大的太陽能高溫爐,聚焦溫度高達4000℃,這樣高的溫度,用于直接熱分解水或分步的熱化學法制氫都是可能的?! ∵€可將太陽能變成電,再利用電來電解水。這種方法特別適用于海上太陽能發電站。因為在遼闊的海面上,能源和原料一應俱全,制得的氫、氧可以通過管道源源不斷地輸送給陸地上的用戶。 不過,最有前途的是光解水制氫,包括光電化學電池分解水制氫和光絡合催化分解水制氫?! ≡缭?972年,日本科學家本多等人在研究半導體電極在光照下的電化學行為時,發現把氧化鈦晶體電極和鉑黑電極連接起來浸到水里,當太陽光照射氧化鈦表面時,就會產生電流,分解水制得氫氣。不過,由于氧化鈦半導體的禁帶寬度大于3。0 eV,只能吸收太陽光中的紫外光和近紫外光部分,所以光能利用效率很低,不過1%?,F在的問題是要探索的性能優良的光電極半導體材料,以便進一步提高光解水的效率。 專家們認為,應該采用禁帶寬度為1。0~1。6 eV的半導體,它們可以吸收差不多整個波長范圍內的太陽光。這樣的半導體材料有好多種,目前研究得比較多的是砷化鎵、磷化銦等等。不久前美國科學家海勒等人用磷化銦半導體作電極的光電化學電池制氫,效率達到12%。還有人用硅作電極,在太陽光的照射下,可以從水中制取12~13%的氫氣,甚至有可能達到25%。這就使氫燃料的商品化生產有了可能。 光絡合催化分解水制氫是最近幾年發展起來的一個新領域。11年前,有人發現三聯毗啶釕絡合物的激發態具有電子轉移能力,這使人想起可以利用它來光解水制氫。后來就發明了一種復合催化體系,其中包括光敏劑、中繼物、電子給體和鉑催化劑。光敏劑捕獲太陽能而呈激發態;起橋梁作用的中繼物從光敏劑的激發態得到電子,然后迅速同水進行電子交換,還原水而得氫氣。光敏劑失去的電子應該得到補充,這就要往溶液中加進電子給體。這樣的復合催化體系的太陽光的照射下,每升溶液每小時可以生產1L氫氣?! ≌谘芯恳环N辦法,把放氫、放氧兩個分解水的半過程耦合起來,這樣可以不消耗電子給體,使生產成本大大降低?! 蟮?,最近日本制成了一種高效催化劑,是把氧化鈦、氧化釕和鉑粘著在一起,做成顆粒直徑只有1Mr的灰色粉末。把這種粉末加到水和纖維素的混合液里,放在太陽光下,就能產生氫氣和二氧化碳。水被分解了,最后剩下來的僅僅是催化劑。 關于光解水制氫所取得的突破性成果,曾被我國27位著名科學家推薦、評選為1982年的世界十項重大科技進展之一?! ⒁姡?。