趙竹青
人民網北京4月10日電(記者趙竹青)150年前，科幻大師凡爾納曾預言：水將成為終極燃料。中國科學院金屬研究所劉崗團隊的最新研究，將基於二氧化鈦半導體的光催化分解水制氫技術效果提升15倍，相關成果4月8日發表於國際權威期刊《美國化學會會刊》。
光催化分解水制氫的核心在於利用半導體材料催化，將太陽能直接轉化為氫能。該技術自1972年被發現以來，二氧化鈦已成為能源界的“超級明星”，如何提高其實際催化效率，成為全球研究熱點。
中國科學院金屬研究所劉崗團隊獨闢蹊徑，選擇稀土元素鈧對二氧化鈦材料進行改造。改造后的二氧化鈦光催化材料展現出驚人的性能飛躍：光生電荷分離效率提升200餘倍，對波長為360納米紫外光的量子利用率突破30%。在模擬太陽光下，其產氫效率比已報導的二氧化鈦高出15倍，創造了該材料體系的新紀錄。如果用這種材料製作1平方米的光催化板，在陽光照射下每天能分解水產生約10升的氫氣。
記者瞭解到，二氧化鈦作為一種工業用途廣泛的無機材料，中國產能佔全球50%以上，稀土鈧的儲量我國位居世界前列，因此我國對於二氧化鈦及其後續光催化材料的發展及工業應用具有得天獨厚的產業優勢，光催化分解水效率進一步突破後將有望實現產業應用，推動能源結構升級。