水燃料
在过去几十年里，化石燃料已成为世界工业的支柱。它们也是人为气候变化的首要原因。幸运的是，事情正在开始改变，因为可再生能源的兴起，化石燃料正在逐渐减少。
具有巨大潜力的替代能源是太阳能。太阳能的一种变体是太阳能燃料，它是利用阳光将水或二氧化碳转化为可燃性化学物质而产生的。由于太阳能燃料组件的相对丰富，它被认为是清洁能源研究的理想目标。然而这些反应，例如通过分解水产生氢，不可能通过仅使用阳光来进行。有效地促进该过程的材料是必要的。
科学家们一直致力于开发低成本、高效的材料作为光阳极创造实用的太阳能燃料。光阳极类似于电池中的阳极，并且通过在工艺期间辅助电子的流动来激活太阳能燃料的产生。来自劳伦斯伯克利国家实验室和加利福尼亚理工学院的科学家在两年内成功地将潜在光阳极的数量增加了一倍。
现在，研究人员开发了一种新的，更快的方法来识别用作光电阳极的新材料，他们发现了12个有前途的候选材料。
科学研人员说，这项研究不仅提供了一种改进的方法来寻找光阳极，而且通过给研究人员提供新的光阳极的观察，推进了这个研究领域。这项研究特别重要的是，它结合了实验和理论，除了为太阳能燃料应用识别几种新的化合物，研究人员还能够学到一些关于材料本身的基本电子结构的新东西。
为了发现这些新的光电阳极，科学家团队结合了计算和实验方法。材料项目数据库挖掘潜在有用的化合物。在美国国家能源研究科学计算中心（NERSC）的计算资源，以及来自分子铸造的软件和专业知识，进行了数百个理论计算。一旦确定了光阳极活性的最佳候选者，就是在实验室测试这些材料的时候。
在不同条件下使用高通量实验同时测试材料的阳极活性。这是这种类型的实验第一次以这种方式运行。关键进步是将理论和超级计算机提供的最佳能力与新型高通量实验相结合，以前所未有的速度生成科学知识。
他们发现，具有钒，氧和第三个元素的化合物具有高度可调的电子结构，使得它们有利于水的氧化。
这项研究为我们提供了更多的方法来利用世界上最丰富的资源之一的水资源作为能源。随着科技的进步，我们可以更方便更高效地开发可再生能源，最终将离开化石燃料。
联系客服
