一个徒步旅行者在沙漠旅行中迷失了方向，然后遇到了最近一场雨留下的水坑。
徒步旅行者饥渴难耐，她必须决定是冒着感染水坑里细菌的危险喝水，还是忍受脱水。
但有一天，得益于一种利用阳光和水产生过氧化氢（一种强力且常见的防腐剂）的新型净水器，徒步旅行者可能会喝得无忧无虑。
这款试验性净水器是美国斯坦福大学机械工程副教授Xiaolin Zheng实验室开发的，它的作用原理是常见的太阳能将水分解成氢（一种清洁燃烧的燃料）和氧（一种维持生命的元素）的过程的变体。
但正如研究小组在《先进能源材料》杂志上所描述的，新工艺不是将水完全分解成氧和氢，而是减少氧和氧化水，产生过氧化氢（H2O2）。
即使是少量的过氧化氢也能净化水质。过氧化氢能在百万分之几十的水平上对水进行消毒，大约25加仑水中只需加两汤匙H2O2。在使用自来水所进行的测试中，斯坦福系统很容易在五小时内生成百万分之四百以上的H2O2。
Zheng说，研究小组将在这个过程中改变一些材料，使普通水和过氧化氢的混合物能够安全饮用。但他们认为，有一天，一个极度口渴的人可以拿出他们的轻型太阳能净化器，如果有足够的时间，通过阳光激活的过程产生足够的H2O2，把任何新鲜水变成可饮用水。
除了未来在饮用水方面的应用之外，他们还设想，该系统可能被改造成自净化的游泳池，用太阳能制造的过氧化氢（而不是氯）净化泳池水，或是在一些特殊地区建立太阳能净水站。
这个系统原型由两个电极组成，一个阳极和一个阴极，插入水中。阳极由光敏半导体铋钒酸铋（BiVO4）制成。碳作为阴极。当暴露在阳光下时，钒酸铋半导体会向阴极发射带负电荷的电子，而带正电荷的载流子——也就是物理上所说的“空穴”——会回流到阳极。电子的流动将氧转化为过氧化氢，而空穴将水转化为过氧化氢，在两个电极上形成净化化合物。
这是对工程界光电化学（PEC）系统的一种新的理解。
“这是一个没有辅助的系统，”研究人员说：“它只需要光、水和氧气就能工作。水是我们系统的‘燃料’。事实上，它可以和自来水一起使用。”
有趣的是，这个系统在反应的正极和负极产生过氧化氢。由于化学反应的效率，甚至还产生少量的电，这些额外的能量可以用来点亮一个LED灯泡。Zheng说：“我们认为这是PEC水分离发展的一个新方向。”
编译：Coke 审稿：阿淼
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