太陽能聚焦能分解水嗎？分解過程中氫氣不會燃燒嗎？

【專家解說】：可以的?，F(xiàn)在世界上已經(jīng)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(xué)法制氫都是可能的。 　　還可將太陽能變成電，再利用電來電解水。這種方法特別適用于海上太陽能發(fā)電站。因為在遼闊的海面上，能源和原料一應(yīng)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(xué)電池分解水制氫和光絡(luò)合催化分解水制氫。 　　早在1972年，日本科學(xué)家本多等人在研究半導(dǎo)體電極在光照下的電化學(xué)行為時，發(fā)現(xiàn)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(chǎn)生電流，分解水制得氫氣。不過，由于氧化鈦半導(dǎo)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(xiàn)在的問題是要探索的性能優(yōu)良的光電極半導(dǎo)體材料，以便進一步提高光解水的效率。 　　專家們認為，應(yīng)該采用禁帶寬度為1.0～1.6 eV的半導(dǎo)體，它們可以吸收差不多整個波長范圍內(nèi)的太陽光。這樣的半導(dǎo)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(xué)家海勒等人用磷化銦半導(dǎo)體作電極的光電化學(xué)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(chǎn)有了可能。 　　光絡(luò)合催化分解水制氫是最近幾年發(fā)展起來的一個新領(lǐng)域。11年前，有人發(fā)現(xiàn)三聯(lián)毗啶釕絡(luò)合物的激發(fā)態(tài)具有電子轉(zhuǎn)移能力，這使人想起可以利用它來光解水制氫。后來就發(fā)明了一種復(fù)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(fā)態(tài)；起橋梁作用的中繼物從光敏劑的激發(fā)態(tài)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(yīng)該得到補充，這就要往溶液中加進電子給體。這樣的復(fù)合催化體系的太陽光的照射下，每升溶液每小時可以生產(chǎn)1L氫氣。 　　正在研究一種辦法，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(chǎn)成本大大降低。 　　據(jù)報道，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(chǎn)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(guān)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(xué)家推薦、評選為1982年的世界十項重大科技進展之一。 　　參見：http://www.pep.com.cn/200406/ca488229.htm