水中取氫催化劑研究獲重要進展

將水分解轉化再生成氫能，是解決未來能源與環境危機的理想途徑之一。記者4日從中國科學技術大學獲悉，該校科研人員利用同步輻射在光催化全解水研究中取得重要進展。

中國科學技術大學國家同步輻射實驗室韋世強教授和姚濤特任教授課題組在利用同步輻射X射線一種技術精確設計出一種催化劑，在實現太陽光驅動自發水分解中取得重要進展，相關研究成果發表在《德國應用化學》期刊上，並被選為當期熱點文章。

通過太陽光驅動水分解的“人工光合作用”是實現太陽能轉化生產清潔可再生氫能的理想方法，同時也是解決未來能源與環境危機的理想途徑之一。然而，目前大多數光催化劑在不使用犧牲劑的條件下很難實現太陽光驅動水分解，其效率也遠遠達不到實際應用的需求。

光解水過程包含著複雜的多電子、多步驟反應，對催化劑材料的要求非常高，不僅要有合適的能級結構來吸收足夠的可見光，更關鍵的是要有效地分離和傳輸光生電子和空穴，同時還具備高效穩定的產氫和產氧活性位點。因此，尋求新型高效、穩定和廉價的光催化劑依然麵臨著極大挑戰。

科研人員利用同步輻射X射線吸收譜學等，獲得了一種鈷基複合型光催化劑，不僅極大地提高了材料的可見光吸收，而且成功將光生載流子壽命顯著提高約20倍。他們所設計的該光催化劑實現了在模擬太陽光照、不加犧牲劑和貴金屬的條件下全解水產氫的高產出率。

據介紹，該研究將為進一步提升現有光催化劑的水分解性能提供新的設計思路和方法。

最後更新：2017-08-05 00:57:32