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。