减少对化石燃料依赖的努力正在各个重要方面取得进展。这些举措包括通过利用太阳能将水分解为氢气和氧气成分来更有效地生产气态氢燃料的研究。最近，在“ 自然能源 ”杂志上发表的一篇文章中，主要作者，化学与环境科学系助理教授Yong Yan报告说，在实现这一目标的过程中，基础科学取得了重大突破。
文章“量子产率超过100%的光电化学析氢反应的多重激子产生”报道了Yan与国家可再生能源实验室，科罗拉多矿业学院和圣地亚哥州立大学的同事一起进行的调查工作。 。基本上，他们创造了所谓的量子点光电化学电池，其催化氢气生产的量子效率超过100% - 在他们的实验中效率接近114%。
量子点是极小的半导体粒子，尺寸仅为几纳米。(纳米是十亿分之一米。)在他们的设备中，硫化铅量子点代替半导体材料，如硅和铜铟镓砷。优点是这种光电化学装置可能潜在地将更大部分的太阳光谱转换成有用的能量。
所描述的装置能够吸收一个可见的太阳光子并通过称为多激子产生或MEG的过程产生两个或甚至更多的电子，其进一步用于减少水以产生氢气。虽然全球许多科学家致力于实现量子效率尽可能接近100%的太阳能氢生产，但Yan在直接超过这一阈值方面的成就是一项重大的根本性突破。它清楚地证明了他描述的光电化学电池设计在量子产率方面比量子点太阳能电池更有效。
Yan在2016年加入了新泽西理工学院，他强调这一进步处于基础太阳科学的水平，而量子产率方面的突破并不等于太阳能 - 氢转换效率的最大提升。尽管如此，通过独特创新的硫化物量子点光电化学装置实现的量子产率的显着增加在几个方面是一个重要的发展，因此是Yan对可再生能源的长期兴趣的产物，特别是在新的应用中。太阳能。
对于Yan，自然能源公司的研究报告在他之前在普林斯顿大学和美国能源部在科罗拉多州的国家可再生能源实验室担任博士后工作后，在新泽西理工学院取得了高潮。通过新泽西理工学院和能源部提供的资金，这项前沿努力的成功得以实现。
Yan说：“这些结果确实有可能在未来利用这种太阳能捕获装置更有效地产生更多能量。这也可能导致整个氢燃料生产过程发生根本变化。我们现在可以获得氢燃料通过使用消耗化石燃料的传统发电厂提供的电力从水中获取。但是，通过在实现太阳能氢生成的高量子效率的基本步骤上，我们可以使生产“绿色”燃料的过程更加环保。
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