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2014-04-01以人造光合作用提供燃料
532 期
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3/7 美國柏克萊大學的研究團隊，研發出新的光電陰極複合材料，嘗試利用陽光的能量進行光電轉換，並進行催化反應以得到氫氣。這個複合電極是以磷酸鎵為主要材料，並利用鈷錯合物（cobaloxime）做為催化劑所組成，如同人工的光合作用，在可再生性能源的發展上具有極大潛力。
將光能轉換成電能後的儲存，一直是可再生能源在使用上最大的問題之一，即使白天光線充足，所轉換的能源必須要能順利保存並足以撐過一整晚使用，因此若能將光能直接儲存在化學鍵中，化學能就比較方便使用，甚至可以直接作為燃料。研究團隊設計了磷酸鎵化合物與鈷錯合物的複合材料，利用磷酸鎵化合物作為吸收可見光的元件，將吸收光能後所激發的電子轉移，經由催化劑製造出氫氣，這個元件模擬光合作用的方式將光能轉化為化學鍵來儲存能量，而做為催化劑金屬中心的鈷，在地球上算是含量較高的金屬，取代目前常用的鉑等貴金屬作為催化材料，有較高的經濟效益。
目前這項研究的瓶頸在於這個光電陰極零件轉換能量的效率，實驗資料表示複合材料介面上只測量到約1.5 ％的光轉換為電流（激發的光波長在200~4000 奈米的範圍內）。研究結果顯示，使用磷酸鎵化合物作為光吸收化合物，可以涵蓋更廣的日光波長範圍，在這個領域是一個很好的起點，但是關於能量轉換的速度和催化劑的效率，仍需要更多的嘗試，此外在材料選擇上，耐久度和經濟性也十分的重要。