光催化製氫取進展

據外國媒體報道：勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的科學家Tadashi Ogitsu在1月4日的“物理化學通訊”上發表了論文，闡述了他們在光催化製氫方麵的進展。

勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）量子模擬組的工作人員、能源部（DOE）能源材料網絡實驗室領導的聯盟HydroGEN高級水分解材料聯盟的指導委員會成員
、科學家Ogitsu表(biao)示(shi)，氫(qing)氣(qi)可(ke)以(yi)由(you)多(duo)種(zhong)來(lai)源(yuan)生(sheng)成(cheng)，但(dan)是(shi)最(zui)好(hao)的(de)來(lai)源(yuan)是(shi)通(tong)過(guo)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)解(jie)水(shui)獲(huo)得(de)。他(ta)負(fu)責(ze)的(de)項(xiang)目(mu)專(zhuan)注(zhu)於(yu)通(tong)過(guo)先(xian)進(jin)的(de)高(gao)溫(wen)和(he)低(di)溫(wen)電(dian)解(jie)以(yi)及(ji)光(guang)電(dian)化(hua)學(xue)和(he)太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)化(hua)學(xue)過(guo)程(cheng)從(cong)水(shui)中(zhong)產(chan)生(sheng)氫(qing)氣(qi)
，並(bing)通(tong)過(guo)美(mei)國(guo)能(neng)源(yuan)部(bu)能(neng)源(yuan)效(xiao)率(lv)和(he)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)辦(ban)公(gong)室(shi)進(jin)行(xing)管(guan)理(li)。

太陽能驅動的分解水製氫技術所麵臨的挑戰之一是裝置的穩定性。在光電化學（PEC）製氫中
，負責陽光聚集的半導體光吸收劑直接浸入水基電解質溶液中。許多最有效的光吸收材料，例如矽和磷化銦在PEC操作條件下通常是不穩定的。這主要是由於固/液界麵處的化學反應，將導致一些材料氧化和降解。

與聖母大學和勞倫斯伯克利國家實驗室的同事們一起，LLNL的科學家們已經開發了一種綜合的理論-實驗技術來探索固/液界麵上的化學反應。該技術用於了解在PEC產氫相關條件下磷化镓（GaP）和磷化銦（InP）表麵形成的氧化物，這是控製這些材料化學性質的第一步。

Ogitsu
，Brandon Wood和主要作者Tuan Anh Pham利用LLNL的de高gao性xing能neng計ji算suan能neng力li來lai模mo擬ni在zai與yu水shui介jie質zhi接jie觸chu的de光guang吸xi收shou器qi表biao麵mian上shang的de可ke能neng發fa生sheng反fan應ying的de化hua學xue物wu質zhi。他ta們men然ran後hou使shi用yong量liang子zi力li學xue計ji算suan通tong過guo光guang譜pu指zhi紋wen來lai表biao征zheng這zhe些xie物wu質zhi。

巴黎聖母院的研究人員使用最先進的X射線光電子能譜實驗驗證了計算結果。除了提供對固體/液體界麵的化學性質的詳細信息

，作者還探討了它在操作過程中如何影響半導體穩定性。例如
，他們發現，與GaP相比

，InP表麵附近的氫網絡更加流動，促進了表麵缺陷的自愈，從而提高了InP的耐腐蝕性。

LLNL的工作得到了EERE燃料電池技術辦公室的資助。