氢能是极具潜力的干净再生能源，过程不排放任何废气，只是碍于电力成本过高，至今都无法跃上主流。最近由台湾大学、台湾科技大学、东海大学科学家组成的跨校团队，研发出以超薄石墨烯与硅基材料结合的新型光电化学制氢技术，可以有效将太阳能转换为氢能，该篇研究并获选为国际期刊封底展示。
目前，全世界重点发展的再生能源主要有太阳能、风能、地热能、生质能，其中太阳能最受瞩目且已广泛应用于民生日常中，然而太阳能的最大瓶颈依然未有效克服，第一是储存、其次是运输。
于是科学家换个方向，试着将太阳能转换为燃料以利储存及运输，其中以氢能为燃料的电池在运作过程中，完全不会排放任何废气（比如二氧化碳）、仅产生纯水，可惜目前氢气的制备（电解水产氢）需耗用大量电力，因此尽管号称干净能源，却碍于成本高昂始终无法规模化。
于是，近几年利用太阳能来电解水的光电产氢法成为科学界当今研究方向，目前最常见的光电产氢材料为便宜又好取得的硅。不过，以硅来分解光产氢也有个大问题：硅的抗腐蚀性低，故在电解液中表现不稳定，加上硅基板具高反射率，会减少太阳光吸收。
为此，由台湾大学材料科学教授陈俊维，台湾科技大学化工系教授黄炳照、东海大学奈米科技研究中心助理教授王迪彦等人组成的跨校团队，利用超薄石墨烯（Graphene）层与硅形成萧基界面（Schottky Junction），带来一种高效转换太阳能为氢能的新方法。
▲ 石墨烯薄层与硅材结合。（Source：撷自团队 PPT）
首先，团队制造出超薄石墨烯层来当作硅材保护层，前者具三大优点：高载子迁移率（电荷传输快）、高透明度（吸收更多太阳光）、高抗酸碱腐蚀，然而我们知道硅表层凹凸不平、有如一座座“金字塔”，如何完美叠合另一种材料在硅之上乃一大技术挑战。
团队利用新开发的方法：软性高分子（EVA）转印石墨烯至奈米结构基板，成功制造出石墨烯与硅的萧基界面，能使载子有效分离、增加太阳光吸收效率高达 20%、大幅降低硅反射率，进而增加产氢效能。
随着更有效、更节省成本的光电产氢技术趋向成熟，也许更有助于促进洁净氢能的普及。团队这篇新论文发表在《Advanced Energy Materials》，且获选为当期封底展示。
▲ 台湾团队研究获选为当期期刊的封底展示。（Source：论文）
（首图为研究团队合影，来源：科技部）
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