研究人員使用石墨膜涂覆鈣鈦礦太陽能電池并對其進行防水處理。

巴斯大學可持續化學技術中心的一項新研究，一種更便宜、更清潔、更可持續的利用陽光從水中制造氫燃料的方法離我們更近了一步。

為了大幅減少碳排放，以解決氣候變化緊急情況，因此迫切需要開發更清潔的替代化石燃料的能源。氫是一種零碳排放的燃料替代品，可以用來為汽車提供動力，只產生廢水。

把水分解成氫和氧來制造，但是這個過程需要大量的電力。大部分電能是通過燃燒甲烷產生的，所以巴斯大學的研究人員正在開發一種新的太陽能電池，這種電池利用光能直接分解水。

目前市場上的大多數太陽能電池都是由硅制成的，但是它們的制造成本很高，而且需要大量非常純的硅來制造。它們也非常厚和重，這限制了它們的應用。

鈣鈦礦太陽能電池使用的材料與氧化鈣具有相同的三維結構，制造成本更低，更薄，而且可以很容易地打印在表面。它們也可以在低光照條件下工作，并且可以產生比硅電池更高的電壓，這意味著它們可以在室內為設備供電，而不需要插入電源。缺點是它們在水中不穩定，這對它們的發展構成了巨大的障礙，也限制了它們直接用于生產清潔的氫燃料。

巴斯大學可持續化學技術中心的科學家和化學工程師組成的團隊利用石墨制成的防水涂料解決了這個問題。他們測試了防水效果，方法是將涂層鈣鈦礦電池浸入水中，并利用收集的太陽能將水分解成氫和氧。涂層電池在水下工作了30小時，比之前的記錄長了10個小時。

在這段時間之后，夾在電池表面的膠水失效了。科學家們預計使用一種更強的膠水可以使電池穩定更長時間。在此之前，含銦的合金被用來保護太陽能電池進行水的劈裂，但是銦是一種稀有金屬，價格昂貴，開采過程是不可持續的。

巴斯團隊使用的是商用石墨，它非常便宜，比銦更可持續。鈣鈦礦太陽能電池技術可以讓人們更容易負擔得起太陽能，并且可以將太陽能電池打印到屋頂的瓦片上。然而，目前它們在水中確實不穩定，如果它們在雨中溶解，太陽能電池就沒有多大用處了!

現在已經開發出一種涂層，可以有效地防水電池的一系列應用。最令人興奮的是，使用的石墨它比以前嘗試的材料便宜得多，也更可持續。

鈣鈦礦太陽能電池比硅基電池產生更高的電壓，但仍然不足以單獨使用太陽能電池分裂水。為了解決這一挑戰，研究小組正在添加催化劑，以降低驅動反應所需的能量。目前氫燃料是由燃燒甲烷制成的，這既不清潔也不可持續。但我們希望，未來我們能利用鈣鈦礦電池，從太陽能中制造出清潔的氫和氧燃料。