近日，密歇根大学（University of Michigan）的研究人员在太阳能水分解制氢方面取得了突破，他们发明了一种新型太阳能电池板，将水转化为氢和氧的效率提高到了9%。

　　虽然这种新型催化剂效率很高，但其主要优势之一是降低了可持续制氢的成本。这是通过缩小半导体来实现的，而半导体通常是设备中最昂贵的部分。

　　该团队使用的半导体是一种能够承受高温和相当于160个太阳强光的自愈装置。

　　“与只能在低光强度下工作的半导体相比，我们将半导体的尺寸缩小了100倍以上。”这项研究的第一作者、密歇根大学电气和计算机工程研究员周鹏(音译)在密歇根大学最近的一份新闻稿中说。

　　得益于两项进步，研究人员使得新的太阳能制氢方法得以实现。第一个进步是能够在不破坏利用光的半导体的情况下集中阳光。第二个进步是利用太阳光谱的高能量部分来进行水分解，利用太阳光谱的低能量部分来传递促进反应的热量。

　　与其他催化剂不同的是，常规半导体催化剂每次被用于光化学反应以生产氢气时都会被降解，而这种新型催化剂实际上会随着使用过程而自愈。

　　除了处理高光强度的能力外，该催化剂还可以在通常对计算机半导体具有破坏性的高温下积极运作。这样做的好处是温度越高，水分解的过程就越快。此外，额外的热量也促使氢和氧保持分离。因此，研究小组能够收获更多的氢气。

　　这种用于制氢过程的催化剂由氮化铟镓纳米结构组成，它生长在硅制成的表面上。光被半导体晶圆捕获并转化为自由电子和空穴，这些空穴是电子被光释放时产生的带正电的空隙。纳米级金属球(直径为1/2000毫米)点缀在纳米结构上，并利用这些电子和空穴来协助反应。

　　面板上的基本绝缘层保持温度在75?°C。温度足够高，有助于反应，但也足以使半导体催化剂发挥良好的作用。

　　“最终，我们相信人工光合作用设备将比自然光合作用更有效，这将为碳中和提供一条道路，”这项研究的负责人、密歇根大学电气和计算机工程教授米则天(Zetian Mi，音译)说。

　　接下来，研究团队将进一步提高效率，以实现超高纯度的氢气生产，这些绿色气体可以直接送入燃料电池。