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美国科技部(DST)周三表示，一个科学家团队首次开发出了一种利用阳光和水等可持续资源生产大量氢气的反应堆，这是一种成本效益高、可持续的过程。
该公司在一份声明中表示，使用光催化剂(悬浮粉末)的大型原型反应器的开发，以及这些反应器在大规模氢生产中的成功应用，正在进行中。
印度总理纳伦德拉·莫迪(Narendra Modi)在独立日讲话中宣布启动国家氢能任务，以加速利用可再生能源生产无碳燃料的计划，并为印度设定了到2047年实现能源自给自足的目标。印度已经设定了到2030年可再生能源达到450吉瓦的目标。为了实现这一目标，研究人员正在努力寻找可持续的、碳足迹有限的可再生能源解决方案。
实现这一目标最经济的方法之一是通过光催化水裂解大规模生产氢。这是对不断增长的可再生能源需求的长期持久的解决方案，也是一种低成本的经济过程，从长远来看将有利于社会。
因此，科学家为实现这一目标作出重大努力是极其必要的，也是当务之急。
在这个方向上，Kamalakannan Kailasam博士和他的团队，包括来自纳米科学技术研究所(INST)的Ashok K Ganguli教授、Vivek Bagchi博士、Sanyasinaidu Boddu博士、Prakash P N博士和Menaka Jha博士，Mohali已经开发了一个原型反应堆，在自然阳光下运行，可以更大规模地生产氢气(8小时大约6.1升)。
他们使用了一种地球上丰富的化学物质——碳氮化合物作为催化剂。许多研究人员使用复合金属氧化物、氮化物或硫化物等非均相体系进行了多次尝试，但大量复制氢是非常困难的。
该研究所的团队在碳氮化物中使用了低成本的有机半导体，这种半导体可以用更便宜的前体如尿素和三聚氰胺轻松地在一公斤量级上制备。当阳光照射到这种半导体上时，就会产生电子和空穴。
电子减少质子产生氢，空穴被一些称为牺牲剂的化学药剂所消耗。如果空穴没有被消耗掉，它们就会与电子重新结合。这项工作得到了DST Nano Mission NATDP项目的支持，相关文章最近发表在《清洁生产杂志》上。该团队正在为这项技术申请专利。该研究所的研究小组已经在光催化水分解产生氢这一领域工作了很长时间。
“能源危机和不断威胁的气候危机敦促我们研究这种通过光催化分解水来生产氢的有前途的方法。碳氮化物中含有不同有机基团的稳定性和化学灵活性促使我们研究这些具有成本效益的有机半导体材料，以实现可持续的氢生产。”Kamalakannan博士说。
INST团队从实验室规模的过程开始，通过一个大型原型反应器开发光催化剂和生产氢气。该团队正在优化有效日照时间下的氢气生产，除了氢气的纯度，水分陷阱和气体分离膜，以便与燃料电池连接。
以这种方式产生的氢可以用于多种形式，比如在偏远部落地区通过燃料电池发电、氢炉和为小型设备供电，等等。最终，它们可以为变压器和电动汽车供电，这是长期研究的目标，目前正在进行中。
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