文/徐海濤

我國高效低成本光催化制氫研究取得重要進(jìn)展

文/徐海濤

無污染、低成本的制氫技術(shù)，是人類應(yīng)對化石能源污染及短缺的重要研究課題。近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜平武教授課題組制備一種具有高轉(zhuǎn)化率的非貴金屬光催化制氫材料，表現(xiàn)出優(yōu)越的人工制氫性能。英國皇家化學(xué)學(xué)會旗下著名國際學(xué)術(shù)期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》，在近日出版的刊物上以封面標(biāo)題的形式介紹了該成果。

傳統(tǒng)的化石能源如石油、煤炭等，帶來了地球溫暖化、環(huán)境污染和能源短缺等一系列問題，而氫氣作為一種高效清潔的二次能源載體，被認(rèn)為是未來人類重要的清潔能源來源。通過模擬光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能，是一種理想的制氫途徑。之前由于大量使用貴金屬催化劑，導(dǎo)致成本昂貴，不夠理想的吸光材料也極大影響了制氫的效率。

在多個國家項目的支持下，杜平武教授課題組近期研究發(fā)現(xiàn)，將磷化亞銅、磷化鉬等磷化物負(fù)載在半導(dǎo)體上，可以有效提升光催化產(chǎn)氫的效率。他們在此基礎(chǔ)上利用溶劑熱法，巧妙地將新型磷化鎳助催化劑負(fù)載在硫化鎘半導(dǎo)體納米線上，得到了分布均勻、接觸緊密的磷化鎳/硫化鎘復(fù)合結(jié)構(gòu)。

實驗數(shù)據(jù)和光譜表征證明，該復(fù)合結(jié)構(gòu)能有效地促進(jìn)復(fù)合材料內(nèi)的快速電子轉(zhuǎn)移過程，提高可見光催化制氫性能。作為一種高效、穩(wěn)定、廉價的人工光合成催化劑，該成果受到英國皇家化學(xué)學(xué)會等國際學(xué)界的關(guān)注，被認(rèn)為具有重要的研究價值和應(yīng)用前景。