清大研发「神奇奈米天线」 高效率把水转为洁净氢能
▲清华材料所教授严大任（中）带领博士生沛维翠（左）及江叡涵（右）研究， 皆登上国际顶尖期刊。（图／记者陈凯力翻摄）
用「水」发电，把水转为干净无污染的氢能，是全球能源学者的梦想。国立清华大学材料所严大任教授团队突破过去水分解效率太低的限制，利用电浆子奈米天线搭配双层水分解催化剂二硫化钼，把产生氢能的效率提升了近30倍。这项重要研究成果登上国际顶尖能源期刊「前瞻能源材料」(Advanced Energy Materials），并被选为封面。
▲这项重要研究成果登上国际顶尖能源期刊「前瞻能源材料」(Advanced Energy Materials），并被选为封面。（图／记者陈凯力翻摄）
氢能源是洁净能源，过去主要以电解海水的方式取得，成本较高，近年逐渐改用光反应来分解水，但仍碰到效率难以提升的瓶颈，全球科学家们都想找到成本低、效率高的水分解催化剂。
清华材料所教授严大任指导博士生沛维翠、苏东盛等完成「电浆子奈米天线搭配双层二硫化钼实现高效率析氢反应」论文，与传统只用二硫化钼催化相比，析氢效率提升近30倍。
▲清华外籍生沛维翠（右）认为清华的学术氛围很棒，同学们都很照顾她。（图／记者陈凯力翻摄）
严大任解释，奈米天线在捕捉到光之后，会产生电浆子共振。电浆子是金属表面自由电子集体震荡的行为，当两个金属之间的距离仅有奈米尺度时，该电子集体震荡会加强电场，就可捕捉更多的光，产生更高效率的析氢反应。
「就像吃了菠菜的大力水手卜派」严大任解释，电浆子奈米天线与双层二硫化钼的搭配就像菠菜与变身前的卜派，一旦结合在一起，就能变成超人，产生高效率的析氢反应。
严大任说明，提升析氢反应效率有两大关键，第一是奈米天线经过优化设计后，可产生超强的的四极间隙电浆子；其次是使用大面积的二硫化钼材料，有利于商业化，这项研究未来将往量产、商业化发展，实际投入绿能产业。