新型光解水催化材料产氢效率提升15倍

　　科技日报北京4月8日电 （记者陆成宽）光解水制氢迎来新突破。新型记者从中国科学院金属研究所获悉，光解我国科研人员利用稀土元素钪对光催化分解水的水催升倍质伛影曲网催化材料进行改造，成功制备出新型光解水催化材料——金红石相二氧化钛，化材在模拟太阳光下，料产率提其产氢效率比已报道的氢效二氧化钛高出15倍，创造了该材料体系的新型新纪录。如果将该材料制作成100平方米的光解光催化板，一天光照时间产生的水催升倍氢气，可以驱动一辆氢能汽车行驶68公里。化材相关研究成果8日发表在《美国化学学会杂志》上。料产率提质伛影曲网

　　一个多世纪前，氢效科幻作家凡尔纳就预言“水将成为终极燃料”。新型为实现这个设想，光解科学家正在研究用阳光将水分解获取氢气的水催升倍技术，即光催化分解水技术。

　　目前，太阳能制氢主要有两大招：第一招是太阳能发电再电解水，这种方法虽然效率高，但设备又复杂又烧钱；第二招是让阳光直接分解水，用二氧化钛等材料当“分解神器”，阳光下就能把水分子“一键拆解”。自1972年这项技术问世，光解水就成了能源界的“顶流明星”。

　　作为一种光解水催化材料，二氧化钛“身上”布满数以亿计的“能量接收站”。每个接收站由钛原子和氧原子精密排布构成，当光子撞击接收站时，就会激发出携带能量的电子—空穴对。

　　在这项研究中，科研人员在二氧化钛里混入5%的稀土元素——钪，制备出了由两种晶面组成的金红石相二氧化钛。“这两个晶面就像精心设计的‘电荷高速公路’：一个晶面专门收集电子，另一个则负责接收空穴。”论文通讯作者、中国科学院金属研究所研究员刘岗说，与已报道的二氧化钛材料相比，金红石相二氧化钛的光生电荷分离效率提升了200余倍。

　　刘岗表示，用二氧化钛实现高效光解水制氢一直被寄予厚望，但长期未有实质性的突破，这项研究成果必将加速氧化钛光解水研究的进程。更重要的是，新研制的稀土掺杂二氧化钛，能充分发挥我国的钛和钪的资源优势，给高值资源再赋能。

（责任编辑：李冬阳）

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