通过模仿自然光合作用的关键步骤，美国密歇根大学最近开发出一种新型太阳能电池板，其将水转化为氢气和氧气的效率为9%这代表着技术上的巨大飞跃，其效率比同类太阳能水分解制氢设备高出近10倍

几十年来，世界各地的研究人员一直在寻找利用太阳能生产清洁能源氢气的方法，即分解水分子形成氢气和氧气。

但这些努力大多以失败告终，因为成本太高，试图低成本完成的过程往往无效。

但研究人员表示，这种新设备的最大好处是它降低了可持续氢的成本这是通过缩小半导体来实现的，半导体通常是设备中最昂贵的部分

该团队的自修复半导体器件可以承受相当于160个太阳的强光这项研究成果最近发表在《自然》杂志上

最后，我们认为人工光合作用设备将比自然光合作用更有效，这将提供一种实现碳中和的方法，密歇根大学电气和计算机工程教授泽天米说。

据研究人员介绍，这一杰出成就来自两个方面第一是能承受高强度光的照射而不损坏半导体器件

第二是新装置可以利用太阳光谱中能量较高的部分分解水，同时利用光谱中能量较低的部分提供热量来促进反应。

这种神奇它是通过一种半导体催化剂来实现的，这种催化剂在利用太阳光驱动化学反应时会伴随着使用而自我修复，并减少催化剂通常经历的降解反应。

具体来说，这种催化剂由铟镓氮纳米结构制成，生长在硅表面半导体芯片捕捉光线，并将其转化为自由电子和空穴

纳米结构中填充了直径为1/2000 mm的纳米级金属球，这些电子和空穴被用来帮助引导反应。

面板上有一层简单的保温层，将温度保持在75摄氏度的舒适温度温度足以促进分解反应，同时这个温度可以使半导体催化剂发挥良好的作用

在室外实验中，太阳能转化为氢燃料的效率达到6.1%室内，系统效率达到9%

值得一提的是，研究人员指出，除了应对高光强度，它还可以在通常对半导体不利的高温下更好地工作。

高温加速了水的分解过程，多余的热量也促使氢和氧保持分离，而不是重新复合形成水这两种方法都有助于研究小组收获更多的氢气

在未来，该团队打算解决的下一个挑战是进一步提高效率，实现可以直接输入燃料电池的超高纯度氢气。

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