一體化光催化分解水製氫

據國外網站報道：由JaceK Stolarczyk博士和Jochen Feldmann教授領導的LMU物理學家團隊與由FrankWürthner教授領導的維爾茨堡大學化學家團隊合作，首次實現了通過一體化催化體係完全分解水分子。他們的新研究發表在Nature Energy雜誌上。

光催化分解水分子的技術方法使用合成組分來模擬在自然光合作用期間發生的複雜過程。在這樣的係統中
，吸收光量子（光子）的半導體納米粒子原則上可以用作光催化劑。光子的吸收產生帶負電的粒子（電子）和被稱為“空穴”的de帶dai正zheng電dian的de物wu質zhi。如ru果guo隻zhi想xiang從cong水shui中zhong產chan生sheng氫qing氣qi，通tong常chang會hui通tong過guo添tian加jia犧xi牲sheng性xing化hua學xue試shi劑ji快kuai速su去qu除chu空kong穴xue。但dan為wei了le實shi現xian完wan全quan的de水shui分fen解jie，必bi須xu在zai係xi統tong中zhong保bao留liu空kong穴xue以yi驅qu動dong水shui氧yang化hua的de緩huan慢man過guo程cheng。技ji術shu難nan點dian在zai於yu使shi兩liang個ge半ban反fan應ying同tong時shi發fa生sheng在zai單dan個ge粒li子zi上shang且qie同tong時shi確que保bao相xiang反fan的de帶dai電dian物wu種zhong不bu重zhong組zu。此ci外wai，許xu多duo半ban導dao體ti本ben身shen可ke被bei氧yang化hua，並bing因yin此ci被bei帶dai正zheng電dian的de空kong穴xue破po壞huai。

Stolarczyk團(tuan)隊(dui)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)由(you)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)硫(liu)酸(suan)鎘(ge)製(zhi)成(cheng)的(de)納(na)米(mi)棒(bang)解(jie)決(jue)了(le)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)，並(bing)在(zai)空(kong)間(jian)上(shang)分(fen)離(li)了(le)在(zai)這(zhe)些(xie)納(na)米(mi)晶(jing)體(ti)上(shang)發(fa)生(sheng)氧(yang)化(hua)和(he)還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)的(de)區(qu)域(yu)。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)用(yong)微(wei)小(xiao)的(de)鉑(bo)顆(ke)粒(li)裝(zhuang)飾(shi)了(le)納(na)米(mi)棒(bang)的(de)尖(jian)端(duan)，這(zhe)些(xie)鉑(bo)顆(ke)粒(li)充(chong)當(dang)了(le)光(guang)吸(xi)收(shou)激(ji)發(fa)的(de)電(dian)子(zi)的(de)受(shou)體(ti)。這(zhe)種(zhong)配(pei)置(zhi)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)的(de)光(guang)催(cui)化(hua)劑(ji)，用(yong)於(yu)將(jiang)水(shui)還(hai)原(yuan)為(wei)氫(qing)氣(qi)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)

，氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)發(fa)生(sheng)在(zai)納(na)米(mi)棒(bang)的(de)側(ce)麵(mian)。為(wei)此(ci)
，LMU的研究人員在Würthner團(tuan)隊(dui)開(kai)發(fa)的(de)釕(liao)基(ji)氧(yang)化(hua)催(cui)化(hua)劑(ji)附(fu)著(zhe)在(zai)側(ce)麵(mian)附(fu)近(jin)。該(gai)化(hua)合(he)物(wu)具(ju)有(you)將(jiang)其(qi)錨(mao)定(ding)在(zai)納(na)米(mi)棒(bang)上(shang)的(de)官(guan)能(neng)團(tuan)。這(zhe)些(xie)基(ji)團(tuan)為(wei)催(cui)化(hua)劑(ji)提(ti)供(gong)極(ji)快(kuai)的(de)空(kong)穴(xue)傳(chuan)輸(shu)
，有(you)利(li)於(yu)有(you)效(xiao)產(chan)生(sheng)氧(yang)氣(qi)並(bing)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)減(jian)少(shao)對(dui)納(na)米(mi)棒(bang)的(de)損(sun)害(hai)。

該研究是由巴伐利亞州資助的“Solar Technologies Go Hybrid”（SolTech）跨學科項目的一部分。