鎢成為氫燃料：氧化鎢納米材料光解水製氫

氧化鎢納米材料光解水製氫WO3納米材料具有無毒
、無害
、容易製備、性能穩定、價格低廉以及優良的可見光響應等優點，是一種較為理想的光電化學反應體係光陽極半導體材料，在光電化學領域（光解水，光降解有機汙染物及太陽能電池）得到了廣泛的應用。

1972年，Fujishima和Honda首次報道在光照條件下
，采用TiO2半(ban)導(dao)體(ti)電(dian)極(ji)所(suo)組(zu)成(cheng)的(de)光(guang)電(dian)化(hua)學(xue)池(chi)將(jiang)水(shui)分(fen)解(jie)為(wei)氫(qing)氣(qi)和(he)氧(yang)氣(qi)，繼(ji)此(ci)許(xu)多(duo)科(ke)研(yan)工(gong)作(zuo)者(zhe)對(dui)其(qi)他(ta)氧(yang)化(hua)物(wu)半(ban)導(dao)體(ti)在(zai)光(guang)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)方(fang)麵(mian)進(jin)行(xing)了(le)大(da)量(liang)的(de)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)。

在標準狀態下若要把1mol H2O分解為氫氣和氧氣需要273kJ的能量，即至少需2.46eV的能量才可將水分子分解為氫氣和氧氣。通常的電解水反應所需的理論電壓相對於標準氫電極電勢為1.23V
，因此如果采用半導體材料對水進行光催化分解反應
，理論上材料的禁帶寬度必須大於1.23eV. 在實際的電解水反應過程中
，由於過電位的存在及電極極化等其他因素造成的能量損失
，最適合的半導體禁帶寬度為2.0~2.2eV. 由於存在較高的過電位，光解水反應的氧化半反應相對更難發生，阻礙了反應析氧反應的進行
，從而製約著光解水效率的提高。

根據材料結構的不同
，WO3的禁帶寬度為2.5~2.8eV
，是一種良好的光解水催化材料。研究發現，在pH=0的條件下，WO3導帶底部的電極電勢為 0.4V，高於水分解還原半反應的電極電勢，因而不能用於析氧反應，但由於其價帶空穴具有很強的氧化能力
，可用於光催化分解水產氧。

1976年以色列科學家Hobes首次將WO3用於光解水製氫體係
，此後眾多的科研工作者對進行了廣泛的研究與應用。相對於TiO2光催化劑，目前WO3的光轉化效率較低。但WO3具ju有you先xian天tian的de優you勢shi
，如ru禁jin帶dai寬kuan度du低di
，無wu需xu進jin行xing修xiu飾shi或huo敏min化hua即ji具ju有you良liang好hao的de可ke見jian光guang響xiang應ying，從cong而er能neng利li用yong到dao更geng多duo的de太tai陽yang光guang。此ci外wai
，在zai實shi際ji光guang催cui化hua分fen解jie水shui反fan應ying體ti係xi中zhong，WO3在長時間光照下能夠保持優良的抗光腐蝕性和光生電子傳輸性能，因此是一種理想的光分解水催化劑