在實用光電化學水分解的突破性發展中，UNIST(蔚山科學技術院)能源與化學工程學院的一個研究小組，由Jae Sung Lee、Ji-Wook Jang和Sang Il Seok教授領導，與UNIST碳中和研究生院的Hankwon Lim教授合作，在綠色氫的生產方面取得了顯著的技術突破。透過他們的創新方法，該團隊克服了光電極在效率、穩定性和可延伸性方面的挑戰，為實際套用鋪平了道路。
這一突破的關鍵方面之一在於該團隊能夠解決鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的局限性，並將光電極的尺寸顯著增加了驚人的10000倍。透過這樣做，他們在利用太陽能生產綠色氫方面取得了前所未有的效率、耐用性和可延伸性。
Jae Sung Lee教授說：「太陽能制氫技術利用太陽豐富的可再生能源分解水並獲得氫氣，是綠色制氫的理想途徑。透過擴大光電極的規模和克服鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的效率限制，我們在實際實施方面取得了重大進展。」
由於鈣鈦礦的效率和相對的可負擔性，研究團隊將其用作光電極材料。然而，眾所周知，PSCs易受紫外線和濕氣的影響，這帶來了重大挑戰。 為了克服這些限制，該團隊引入了甲醯胺，而不是甲基銨，作為鈣鈦礦的陽離子。這種改性大大增強了光電極對紫外線的穩定性。此外，該團隊使用鎳箔用水密封接觸表面，即使在水中也能確保穩定性。 這一突破性的成就證明了UNIST研究人員的領導力，包括Sang Il Seok教授，他也為這項研究做出了貢獻。
研究團隊基於模組的設計方法，將小型光電極連線起來並按特定尺寸排列，為大規模的實際套用鋪平了道路。在這種基於模組的設計中，太陽能氫轉化效率超過10%，該團隊滿足了商業化的最低條件，實作了世界上最大面積光電效率。
該研究的第一作者Dharmesh Hansora博士強調了這一成就的重要性，他表示：「這項研究中開發的光電極即使在大面積內也能保持高效率。隨著我們未來專註於綠色氫氣生產商業化的現場示範， 預計太陽能綠色氫氣技術將在2030年前商業化 。」
UNIST(蔚山科學技術院)全景
這項研究結果於2024年1月23日線上發表在【自然能源-Nature Energy】雜誌上，得到了南韓科學和資訊通訊技術部（MSIT）推動的氣候變遷應對專案和Brainlink專案的支持。這一突破性發現為綠色氫氣生產的前景鋪平了道路，加速了全球向可持續能源解決方案的過渡。
（素材來自：UNIST 全球氫能網、新能源網綜合）
