亚利桑那州立大学 《美国化学学会应用能源材料》封面描绘了一个在不同光照条件下产生氢燃料的催化剂改性太阳能电池
信用:图形由杰森·德雷斯 每小时，太阳给地球注入的能量比人类一年使用的能量还要多
利用这些能源中的一部分来满足全球需求已经成为一个巨大的挑战，因为世界准备在短短30年内将其能源消耗翻一番
在一项新的研究中，生物设计应用结构发现中心(CASD)和亚利桑那州立大学分子科学学院的研究人员从《自然》教科书中选取了一页
受植物和其他光合生物收集和利用太阳辐射能量的方式的启发，他们希望开发出收集阳光并将其储存为无碳或碳中性燃料的技术
“这篇文章描述了一个通用但有用的策略，以更好地理解催化剂在将阳光转化为燃料的新兴技术中的作用，”相应的作者加里·摩尔说
这项研究发表在最新一期的美国化学学会杂志《应用能源材料》上，并为其封面增色不少
尽管太阳能电池板技术有所进步，但它们的局限性也很明显
研究人员希望以集中的形式储存来自太阳的累积能量，以便在需要的时间和地点使用
催化剂——加快化学反应速度的材料——是通过光电合成过程获取阳光和储存燃料的关键成分
然而，正如作者所证明的，催化剂的有效性关键取决于它们在新的绿色技术中的使用方式
目标是最大限度地提高能源效率，并尽可能利用地球上丰富的元素
根据CASD中心的研究员和这项新研究的主要作者布莱恩·沃兹沃斯的说法，一种“少即是多”的催化剂方法可以提高光电合成设备的性能: 沃兹沃斯说:“传统观念认为，相对高的催化剂负载量有利于最大化反应速率和催化材料的相关性能。”
然而，这种设计策略不应该总是在涉及太阳能捕获和转换的组件中实施，因为相对较厚的催化剂层会阻碍阳光到达下面的光吸收材料和/或不利于催化活性状态的积累，从而影响性能
" 这项新的研究为更好地理解太阳能燃料装置的催化性能提供了一个框架，并为进一步的发现指明了方向
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