研究人员找到了利用太阳光制造燃料的方法，效率提高了25倍之多
科学家们首次开发出一种分子，既可以有效吸收阳光，又可以作为催化剂将太阳能转化为氢。氢是一种清洁的替代燃料，可替代汽油和天然气等。
这个新发现的分子可以从整个可见光谱中收集能量，可以利用的太阳能比目前的太阳能电池多50％。这一发现可以帮助人类从化石燃料向不影响气候变化的能源过渡。
氢燃料电池
研究人员在今天发表在《自然化学》上的一项研究中概述了他们的发现。该研究小组由化学教授兼俄亥俄州立大学化学与生物物理动力学中心主任克劳迪娅·特罗（Claudia Turro）领导。
特罗说：“整个想法是，我们可以利用来自太阳的光子并将其转化为氢。简单地说，我们将来自太阳光的能量保存并将其存储为化学键，以便以后可以使用。”。
光子是包含能量的太阳光的基本粒子。
研究人员首次表明，可以从太阳光的整个可见光谱中收集能量，包括低能红外线，这是以前很难收集到的一部分太阳光谱，并可以快速、高效地转化为氢。氢是一种清洁燃料，这意味着它不会产生碳或二氧化碳作为其使用的副产品。
24小时红光照射下氢气产量
特罗说：“使它起作用的原因是，该系统能够使分子处于激发态，吸收光子并能够存储两个电子以产生氢。将两个光子激发的两个电子存储在一个分子中，并制造氢，这是前所未有的。”
将来自太阳的能量转化为汽车燃料，首先需要一种收集能量的机制。然后，该能量必须转化为燃料。这种转换需要一种叫做催化剂的东西，它可以加快化学反应的速度，从而可以将太阳能转换为可用的能量，例如氢。
以前大多数收集太阳能并将其转化为氢的尝试都集中在太阳光的较高能量波长上，如紫外线。
先前的尝试还依赖于由两个或多个分子构成的催化剂，这些分子在利用太阳能发电时会交换电子（能量）。但是交换中会损失能量，从而使这些多分子系统的效率降低。
特罗说，以前依靠单分子催化剂进行的一些尝试也是无效的，部分原因是它们没有从可见光的全部可见光谱中收集能量，部分原因是催化剂本身迅速降解。
特罗的研究团队想出了如何仅用一个分子（元素铑）制成催化剂的方法，这意味着损失的能量更少。
金属铑
她们发现了如何从红外到紫外线（整个可见光谱）收集能量。这项研究表明，该研究小组设计的系统在低能量近红外光下的效率比以前的紫外线光子单分子系统高出近25倍。
在这项研究中，研究人员使用LED光源照射含有活性分子的酸性溶液上。当他们这样做时，他们发现产生了氢气。
她说：“我认为它起作用的原因是因为该分子很难被氧化。而且我们必须拥有可再生能源。试想一下，如果我们可以使用阳光代替煤炭、天然气或石油作为能源，那么我们将有机会应对气候变化。”
特罗说，在将研究小组的发现应用于实际应用之前，还有很多工作要做。铑是稀有金属，由铑生产催化剂很昂贵。该小组正在努力改进这种分子，使其在更长的时间内产生氢，并正在努力从较便宜的材料中构建催化剂。