低成本生产氢气是实现“氢经济”的基础。理想方案之一是模拟植物光合作用的光反应阶段,借助阳光分解水。目前,人工分解水的技术往往要消耗额外能量和其他原料,或者需要能量较高的光,不能利用阳光中的可见光,因此需要投入较高成本。

日本大阪大学最近发布新闻公报说,该校研究人员将超薄的黑磷和钒酸铋材料相结合,设计出了能有效实现阳光分解水的新型催化剂。相关论文发表在新一期德国《应用化学》周刊国际版上。

黑磷是磷的一种单晶体,超薄黑磷有着优良的半导体性能,是二维材料研究领域的热点,它有很强的吸光性,能吸收可见光光谱范围内所有波长的光。钒酸铋是一种黄色的无机化合物,其光催化性能近年来受人瞩目。

研究人员说,黑磷对水的还原作用与钒酸铋对水的氧化作用相结合,可以快速运输电子,在可见光作用下把水分解成氢气和氧气,无需消耗其他原料。可见光区占太阳辐射总能量的一半左右,将其纳入利用范围可以大幅提高光催化效率。

来源:新华社