UNIST研发可扩展人造叶片技术，用于绿色氢气生产

图 高效无线人造叶片太阳能制氢系统。（来源：蔚山科学技术院）

在迈向碳中和能源的全球竞赛中，韩国迎来了重要里程碑。蔚山科学技术院（UNIST）的研究团队成功开发出新一代模块化人造叶片系统，可在无需外部供电的条件下，直接利用阳光与水制取氢气，且全程零碳排放。

该项技术受自然光合作用启发，旨在生产被誉为化石能源替代品的清洁燃料——绿色氢气。与传统的“太阳能电池板+电解槽”方案不同，人造叶片系统省略了电能转换环节，直接将太阳能转化为化学能。

这一简化设计显著降低了系统能量损失与空间占用，但长期以来受限于转换效率低、耐久性差及规模化困难等问题。

UNIST由李宰成、石相一与张智昱三位教授领衔的研究团队，利用铅钙钛矿光电极并结合镍-铁-钴催化剂，成功克服上述瓶颈。最终构建的4×4模块阵列系统实现了11.2%的太阳能转氢效率，创下当前模块级应用的最高纪录。

“这是一次关键性的技术突破。”研究人员表示，“突破10%的效率门槛，且基于可扩展模块，表明该技术已经具备商业化潜力。”

此次成果的核心在于材料科学方面的创新：氯掺杂的钙钛矿光吸收层实现高效光捕获，具备紫外稳定性的载流子传输层与先进的催化剂保护机制共同保障了系统的长期运行稳定性。测试表明，该模块在连续日照与湿度环境下运行140小时后，仍保持初始性能的99%。

尤为关键的是，该人造叶片具备良好的可扩展性，可被集成至大面积光伏阵列中，类似于传统太阳能电池板，为未来工程化部署奠定基础。

相关研究成果已发表于2025年5月6日的《Nature Communications》期刊，并获得韩国科学技术信息通信部（MSIT）气候变化应对与科研人员交流项目，以及基础科学研究院（IBS）的资助支持。

随着全球各国政府与产业界积极寻求低碳能源解决方案，韩国开发的人造叶片技术有望在全球氢能经济中占据一席之地。

翻译人：沈亚皓

来源：https://fuelcellsworks.com/2025/06/23/green-hydrogen/unist-develops-scalable-artificial-leaf-for-green-hydrogen-production-p20150570