有一天，一个漂浮的“太阳能燃料平台”可以利用太阳能分解海水，产生氢燃料。一组科学家最近介绍了新钻机的设计在国际氢能杂志．他们说，他们的原型的放大版有一天可以漂浮在公海上，从阳光和海水中产生可再生燃料。
长期以来，科学家们一直在寻找利用阳光来生产可储存的燃料的方法，这些燃料可以在太阳不照耀时投入工作。一种策略是利用太阳能发电来驱动水的电解——水的分裂(H2O)变成氢(H2)和氧(O2)．氢是一种清洁燃料，燃烧只产生水作为副产品。
当商业电解槽分解水时，它们依靠膜来分离产生的氢气和氧气，因为这些气体的混合物具有潜在的爆炸性。但这些膜价格昂贵，而且容易降解和失效。
此外，太阳能氢燃料生产最理想的方式是利用廉价而丰富的海水。但商用电解槽需要非常纯净的水，因为海水中含有杂质和微生物，很容易破坏电解槽的膜。
此前，科学家们曾试图开发不需要膜的电解槽。然而，这些电解槽使用流动的电解质液体来分离氢和氧，这需要泵，并增加了这些设备的机械复杂性。
这张照片显示了一个漂浮在液体储存库中的新型太阳能电解槽原型。装置顶部的太阳能电池将阳光转化为电能，为下面的电解槽供电。图片来源:Jack Davis
现在，研究人员已经开发出了他们所建议的“一种实用的、浮动的光伏驱动电解装置的第一个演示，它是无膜和无泵的，”说丹尼尔·埃斯波西托他是纽约哥伦比亚大学的一名化学工程师，帮助建造了钻井平台。
埃斯波西托和他的同事设想了漂浮在海上的太阳能电解槽平台，利用丰富的阳光和水来产生氢燃料。他们说，这些“太阳能燃料钻井平台”在某些方面让人想起了今天用于收获化石燃料的深海钻井平台。“地球表面大约71%被水覆盖——为什么不利用其中一些空间来收集能量呢?”埃斯波西托说。
这种新型电解槽使用悬浮在水中的钛网片制成的电极。铂催化剂只覆盖在每张纸的一面。埃斯波西托说:“这些网状电极本质上类似于金属窗纱，可以在室内和室外进行理想的空气交换，同时防止虫子进入。”
“地球表面大约71%被水覆盖——为什么不利用其中一些空间来收集能量呢?”" Float ="right" expand=1]当网状电极带负电荷时，涂有催化剂的一侧会产生氢气泡。当网状电极带正电荷时，氧气气泡反而在催化剂涂层的一侧产生。
每个网状电极都以对角角放置在水中。当它们上面的气泡变得足够大时，气泡的浮力使它们脱离网格，向上无阻碍地漂浮。根据这些电极的排列，氢气泡可以漂浮在一组室中，而氧气泡可以漂浮在另一组室中，将氧气排到大气中。Esposito说，这种设备的简单性意味着需要的部件相对较少，这降低了材料和组装成本。
在实验中，研究人员开发的浮动电解槽可以产生纯度高达99%的氢气。“通过使用这些电极，我们可以在没有膜和泵的情况下实现高效电解，产品纯度高，”埃斯波西托说。
未来的工作可以改进这一设计，使其在真实海水中更有效地运行。例如，研究人员建议开发一种不会从溶解在海水中的氯离子中产生有毒氯气的催化剂。研究人员还计划开发适合在大型钻井平台上实施的模块化设备。
