德国乌尔姆大学与耶拿大学联合研发的一种新型共聚物材料,能够将太阳能储存数天,并在需要时将其转化为氢气释放。这一研究成果已发表在《自然通讯》杂志上,为绿色氢能的高效存储和按需供应提供了新思路。

该材料作为一种水溶性、具有氧化还原活性的共聚物,在光催化过程中可充当临时储能介质。研究显示,其充电效率超过80%,储存的电子可保持数天。乌尔姆大学无机化学研究所所长斯文·劳教授对此解释道:“你可以把它想象成分子层面的太阳能电池和电池的结合体。”当需要释放能量时,通过添加酸和析氢催化剂,储存的电子与质子结合即可产生氢气,效率可达72%。耶拿大学的乌尔里希·S·舒伯特教授表示:“储存的电子会被专门、高效地用于此目的。”
![聚合物的充电过程。在含有 0.09 M TEA 和 0.075 M NaH₂PO₄ 的水溶液中,使用 [Ru(tbbpy) ₃ ]Cl₂ ( 12.5 µm) 对共聚物(相对于甲基紫精单体含量为 225 µm)进行光催化充电过程中的紫外/可见吸收光谱( A ) 以及相应的充电时间进程 ( B )。SOC 指充电状态;图中显示的是平均值,误差线代表n = 3 次独立测量的标准偏差。](https://img.wedoany.com/2026/0302/20260302094050186.png)
该系统的一个关键特性在于其可逆性。通过调节酸碱值(pH),反应体系可被重置并多次使用。乌尔姆大学的马尔科·哈特科恩和耶拿大学的罗宾·坎佩斯博士解释说:“要重置系统,只需改变系统的pH值即可。”这一过程还伴随颜色变化:放电时材料由紫色转为黄色,充电后恢复紫色。
研究人员认为,这种按需制氢方法有望应用于能源密集型工业过程,如需要稳定绿色氢气供应的钢铁生产。舒伯特教授总结道,该成果为经济高效的太阳能存储技术开辟了新前景。
出版详情:作者:Marco Hartkorn等人,标题:《一种用于光催化按需析氢中电子存储和转换的水溶性共聚物》,发表于:《自然通讯》 (2026)。期刊信息:《自然通讯》











