由于太陽能的可用性不穩(wěn)定，研發(fā)出相應的能量儲存解決方案就尤為緊迫了。其中一種選擇是使用太陽能電池內生成的電能、以電解方式拆分水，從而生成可用作耐儲存燃料的氫氣。

　　HZB太陽能燃料研究所的工作人員利用其高效構成對覆蓋的太陽能電池進行改良，利用合適的催化劑從水中分解出氫氣。此類太陽能電池的作用類似于“人造樹葉”。但如果置于含水電解液中，太陽能電池會很快被腐蝕。目前，博士生Diana Stellmach發(fā)現(xiàn)一種防腐方式，即通過將催化劑嵌入可導電的聚合物中，然后將其裝到太陽能電池的兩個觸點表面；這一發(fā)現(xiàn)使Stellmach成為整個歐洲第一個提出此解決方案的研究人員。通過這種方式，敏感的電池觸點就被密封起來，從而既可以起到防腐的作用，又可以實現(xiàn)約3.7%的穩(wěn)定太陽能效率。

　　氫氣可用于儲存化學能量，且從適用性潛力來講其用途非常廣泛。氫氣可轉化為甲烷、甲醇等燃料，也可以直接在燃料電池內發(fā)電。通過使用涂有合適催化劑且兩者之間可生成至少1.23W電壓的兩個電極，可將水分子電解拆分為氫氣和氧氣。

　　僅在太陽能可用于制造氫氣時，這一生產方式才變得有用，因為這將一次性解決兩個難題：在晴天條件下，多余的電能可產生氫氣，以用作燃料或用于夜間/陰天發(fā)電。

利用合適的催化劑從水中分解出氫氣

　　新型復雜薄膜技術

　　在HZB太陽能燃料研究所，研究人員正在研究可幫助實現(xiàn)這一目標的新方法。他們目前采用的是由HZB柏林光伏能力中心(PVcomB)定制的多個超薄硅層組成的光伏結構，由于太陽能電池是由單個復雜模塊組成，因此這被稱為整體方法。工作人員隨后在電池的電觸點表面涂上用于拆分水的特殊催化劑。如果將此電池放入稀硫酸中，經過日光照射后，觸點上將生成可用于拆分水的電壓。在此過程中，用于加速觸點處化學反應的催化劑起著尤為關鍵的作用。

　　防腐性

　　PVcomB光伏電池的主要優(yōu)勢在于其“介質覆蓋結構”：光通過載體玻璃上的透明前觸點進入，由于催化劑位于太陽能電池上（背側且與水/酸混合物相接觸），因此不存在不透明度。水/酸混合物具有腐蝕性，因此Diana Stellmach首先用約400納米厚的鈦涂層替換常用的鋅銀背面觸點。隨后，她配制一種可用于同時安裝催化劑和保護電池不被腐蝕的溶液：將RuO₂納米粒子與可導電聚合物(PEDOT：PSS)相混合，然后涂抹到電池的背面觸點以用作生成氧氣的催化劑。類似地，將用于生成氫氣的鉑催化劑涂抹到前觸點上。

　　穩(wěn)定的H₂生產

　　利用這一解決方案，實現(xiàn)了3.7%的能效，且保持穩(wěn)定在18小時以上。Sebastian Fiechter博士表示，“這樣一來，Stellmach就成為全歐洲第一個實現(xiàn)這種水拆分太陽能結構的研究人員”，且可能也是全世界第一人，因為具有各種結構的光伏薄膜目前均已被證實為不夠穩(wěn)定。

　　然而鉑和RuO₂等催化劑過于昂貴，最終需讓位于更為低廉的材料。Diana Stellmach已開始著手解決這一問題；她目前正在研究是否能將涂有硫化鉬的碳納米棒用作氫氣催化劑。（譯文/Viki）