美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的研究人員使用一種新方法來(lái)進(jìn)行光化學(xué)制氫，該工藝使用太陽(yáng)能將水分解為氫和氧。不過(guò)，這種工藝需要特殊的半導(dǎo)體、光電化學(xué)材料以及催化劑。老的工藝使用鉑、釕以及銥等貴重金屬作為催化劑，并將其附著在半導(dǎo)體上。然而，對(duì)于致力于大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用，使用這些貴重金屬作為催化劑，成本將會(huì)變得很高。
雖然采用便宜的分子催化劑來(lái)替換老的貴金屬催化劑已被提出，但是相比貴金屬催化劑，分子催化劑穩(wěn)定性較差，而且壽命較短。
以往研究人員都是在液態(tài)溶液中對(duì)分子催化劑進(jìn)行研究的，而不同的是，NREL研究人員決定在液態(tài)溶液以外對(duì)分子催化劑進(jìn)行檢測(cè)，觀察是否能夠直接將催化劑貼附在半導(dǎo)體表面。他們?cè)诎雽?dǎo)體表面鍍了一層TiO2，然后將分子催化劑與TiO2進(jìn)行鍵合。結(jié)果顯示，分子催化劑相比貴金屬催化劑具有一樣的高活性。
發(fā)表論文的作者Turner指出：“雖然分子催化劑還不能像金屬催化劑那么穩(wěn)定，但是每當(dāng)太陽(yáng)落山的時(shí)候，光電化學(xué)系統(tǒng)就會(huì)關(guān)閉。這就留下時(shí)間來(lái)更新分子催化劑�！�
Turner還說(shuō)道：“真希望你不用每天都去更換分子催化劑，但是必須指出的是對(duì)光電化學(xué)水分離系統(tǒng)的擴(kuò)展性問(wèn)題，低穩(wěn)定性、高活性的分子催化劑可以作為一個(gè)長(zhǎng)期、有效的候選解決方案�！�
相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在 Nature Materials 上。 |
