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英國劍橋大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種漂浮的太陽能裝置，可在世界任何地方將受污染的水轉(zhuǎn)化為清潔的氫燃料和純凈水。該裝置可在資源有限或離網(wǎng)環(huán)境中發(fā)揮作用，因?yàn)樗膳c任何開放水源配合使用，并且不需要任何外部電源。研究結(jié)果發(fā)表在新一期《自然・水》雜志上。
該裝置的靈感來自光合作用。研究人員表示，太陽能驅(qū)動(dòng)的水分解，即水分子被分解為氫氣和氧氣，需要從完全純凈的水開始，因?yàn)槿魏挝廴疚锒紩?huì)損害催化劑或?qū)е虏槐匾幕瘜W(xué)副反應(yīng)。但在偏遠(yuǎn)或發(fā)展中地區(qū)，清潔水相對(duì)稀缺，而且水凈化所需的基礎(chǔ)設(shè)施也不容易獲得，水分解極其困難。如果能使用受污染的水展開工作，則可同時(shí)解決兩個(gè)問題：它可分解水來制造清潔燃料，同時(shí)制造出清潔的飲用水。
研究人員將光催化劑沉積在納米結(jié)構(gòu)的碳網(wǎng)上，該碳網(wǎng)是光和熱的良好吸收體，光催化劑用來產(chǎn)生水蒸氣。多孔碳網(wǎng)經(jīng)過防水處理，既可幫助光催化劑漂浮，又可使其遠(yuǎn)離下面的水，這樣污染物就不會(huì)干擾其功能。
團(tuán)隊(duì)在浮動(dòng)裝置頂部使用了紫外線吸收層，通過水分解生產(chǎn)氫氣。太陽光譜中的其余光傳輸?shù)皆O(shè)備底部，使水蒸發(fā)。
研究人員稱，他們模仿了植物葉子的蒸騰過程，通過這一方式可更好地利用光獲得蒸汽來生產(chǎn)氫氣。新裝置對(duì)污染物的耐受性非常好，而且浮動(dòng)設(shè)計(jì)允許基材在非常渾濁或泥濘的水中工作。
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