据外媒报道，瑞典林雪平大学（Linköping University）的研究人员开发出新型组合材料。这种新材料由三层组成，其从水中制氢的化学反应效率可提高数倍。从水中制氢是一种前景光明的可再生能源，尤其是在利用阳光制氢的情况下。

图片来源： 林雪平大学

欧盟将于2035年起禁止生产新型汽油和柴油汽车。预计电动汽车将在车辆中越来越普及，但电动汽车并非适用于所有类型的交通工具。

“乘用车可以配备电池，但重型卡车、轮船或飞机无法使用电池来储存能量。对于这些交通工具，我们需要找到清洁的可再生能源，而氢气就是一个很好的选择。”林雪平大学副教授Jianwu Sun说道。相关研究论文发表在期刊《Journal of the American Chemical Society》上。

林雪平大学的研究人员正在开发一种材料，利用阳光中的能量，将水（H2O）转化为氢气（H2）。

研究团队此前已证明，一种名为立方碳化硅（3C-SiC）的材料具有促进水分解为氢气和氧气反应的有益特性。这种材料可以有效地捕获阳光，并将其中的能量用于通过光化学水分解反应制氢。

在目前的研究中，研究人员进一步开发了一种新型组合材料。这种新材料由三层组成：一层立方碳化硅、一层氧化钴和一层有助于水分解的催化剂材料。

“它的结构非常复杂，因此我们在这项研究中的重点是了解每一层的功能以及它们如何帮助改善材料的性能。这种新材料在分解水制氢方面的性能比纯立方碳化硅高出八倍，”Sun教授说道。

当阳光照射到这种材料上时，会产生电荷，然后这些电荷被用来分解水。开发用于此类应用的材料面临的一个挑战是如何防止正负电荷再次合并并相互中和。

研究人员在研究中表明，通过将一层立方碳化硅与另外两层结合，这种名为Ni(OH)2/Co3O4/3C-SiC的材料能够更好地分离电荷，从而提高水分解效率。

目前，氢有“灰氢”和“绿氢”之分。市面上几乎所有的氢都是由一种名为天然气或化石气的化石燃料生产的“灰氢”。生产一公吨“灰氢”会排放高达10公吨的二氧化碳，这会加剧温室效应和气候变化。“绿氢”则利用可再生电力作为能源生产。

林雪平大学研究人员的长期目标是能够仅利用太阳能驱动光化学反应，从而生产“绿色”氢气。目前，大多数正在开发的材料的效率在1%到3%之间，但要实现这项绿色氢气技术的商业化，其目标是达到10%的效率。

与目前使用的技术相比，完全利用太阳能驱动反应将降低生产“绿色”氢气的成本。Sun教授推测，研究团队可能需要大约5到10年的时间才能开发出达到10%这一目标的材料。