名古屋工业大学开发出新型太阳能燃料电池

名古屋工业大学的研究团队开发出一种名为“太阳能燃料电池”的新概念蓄电池，其可通过化学反应储蓄电能进行发电。现有的燃料电池以氢气作为燃料，具有反应时只产生水的优点，但是其具有较高的危险性，并且不能储蓄电能。在本研究中，研究团队开发出一种新型蓄电池（太阳能燃料电池），其可将太阳能直接转化为化学能。该燃料电池利用与植物的光合作用相类似的原理进行化学反应，实现发电和蓄电，有望提高自然能源的利用效率。

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植物能够利用太阳能将CO₂转化为糖并进行储存（植物的光合作用）。糖是一种高能量的化合物，在进行有氧分解时，会释放出大量化学能（呼吸作用）。本研究新设计了一种采用上述工作原理运行的蓄电系统，其负极电解液中溶有一种叫做AQDS（蒽醌-2,6-二磺酸钠）的有机分子，在太阳光照射下，AQDS能够从电解液中抓取氢原子进而转换成AQDS-H₂分子，从而使电池进入充电状态。放电时，AQDS-H₂在负极转换回AQDS，与此同时，空气中的氧分子（O₂）在正极还原为水（H₂O）。放电时产生的AQDS，经太阳光照射可再次转换为AQDS-H₂，从而实现电池的重复利用。

（图片来自百度）

该电池的放电过程可视为以AQDS-H₂作为燃料的燃料电池反应。与以氢气（易爆炸）作为燃料的一般燃料电池相比，具有安全性较高的优点。与植物的光合作用一样，此项新技术将光能直接转化为化学能，且能够与智能电网（Smart Grid）有效结合。利用此项技术，有望改善自然能源的利用效率，实现电力的稳定供应。但是，目前该电池的输出电能仅为0.5V左右，因此，该研究的下一个技术课题是如何提高电动势以及降低反应过电压。

（翻译：李庄审校：贾陆叶统稿：李淑珊）

参考日本报道原文：http://www.optronics-media.com/news/20200127/62542/