革命性"人工树叶"，室内照明即可生产氢气

核心要点

UNIST通过回收照明电力，开启清洁氢气收集新可能

开发硫化物光电极，在室内照明条件下实现高效率

采用廉价3D镍催化剂，提升商业化潜力

全球首例利用室内照明生产清洁能源案例

韩国蔚山科学技术院（UNIST）能源化学工程系张志贤教授团队近日宣布，他们研发出了一种用室内灯光就能产氢的"人工树叶"。这项技术的思路说起来有点出人意料——全球照明用电占总电力消耗的19%，与其白白浪费，不如把这些光拿来生产清洁氢气。

人工树叶最关键的部件是光电极，相当于植物里叶绿素的角色。研究团队选用了硫化镉（CdS）作为光电极材料，原因很简单：室内灯光比阳光弱得多，而CdS恰好对这个亮度范围更敏感。

光照射后产生的电荷粒子经由二氧化钛（TiO₂）层传导至催化剂层，在三维镍（3D-Ni）表面与水反应，氢气就这样被"榨"出来了。至于硫化物容易被光腐蚀这个老问题，团队的解决办法是在表面涂一层磷酸盐（Pi），稳定性和效率都得到了改善。

实测数据方面，这片人工树叶不接任何外部电源，纯靠室内灯光驱动，光电流能达到119到120微安培每平方厘米（µA·cm²）。

连续运行12小时后，性能还剩初始值的94%，跟用昂贵铂金催化剂的效果差不多。

更重要的是，三维镍便宜、好生产，没有铂金那么贵。团队还把4片85平方厘米的人工树叶串联起来做了个大模块，在室内灯下测出了5毫安（mA）的总光电流，说明这东西不只是实验室里的"玩具"。

张志贤教授提到了一个容易被忽视的优势："太阳光靠不住，阴天下雨就没了，但室内灯光一直都在。"他表示，接下来的工作重点是解决氢气分离和回收的问题，把整个流程打通。

相关论文已于上月16日在《应用催化B：环境与能源》上在线发表，正式刊出在即。

从意义上看，这项研究填补了一个空白——此前从没有人真正用室内照明来产清洁能源。

CdS光电极稳定性差的问题虽然早有人知道，但靠磷酸盐涂层来解决还是头一次。大面积模块的成功测试则进一步表明，这条路走得通，不只停留在概念阶段。

铂道观点

类似的探索，中国科学家也没有缺席。

我国国内多个团队也在探索利用太阳能驱动光催化，把光转化成氢气储存起来。

同时，还可以结合二氧化碳，阳光变成可以装瓶运输的液体燃料，听起来像科幻，但中国的装置已经跑通了基本流程，利用相关技术的项目也已在建设中。

与此同时，国内多个课题组也在人工光合成、光电化学制氢方向持续发力，相关论文近年来在国际期刊上频频亮相。

这条赛道上，中国、韩国、日本、英国等团队各有侧重，但目标是一样的：让光——不管是太阳光还是灯光——真正变成可用的能源。

有突破说好事，光电流数据好看，稳定性测试也过关，但从实验室的小方块到中试装置，再到真正意义上的规模化生产，每一步都是硬仗。

材料成本、系统集成、氢气回收、安全储运……哪个环节没做扎实，都可能卡壳。

希望这片"人工树叶"能早点走出实验室，见见真正的工业环境。

铂道综合韩国行业网站报道。