科學家發現新型光解水催化劑

據http://www.eurekalert.org/網站報道：肯(ken)塔(ta)基(ji)州(zhou)的(de)科(ke)學(xue)家(jia)們(men)使(shi)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)理(li)論(lun)計(ji)算(suan)模(mo)型(xing)提(ti)出(chu)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)廉(lian)價(jia)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)，可(ke)以(yi)用(yong)作(zuo)光(guang)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)。該(gai)大(da)學(xue)和(he)路(lu)易(yi)斯(si)維(wei)爾(er)大(da)學(xue)的(de)科(ke)學(xue)家(jia)們(men)並(bing)對(dui)這(zhe)種(zhong)催(cui)化(hua)劑(ji)進(jin)行(xing)了(le)驗(yan)證(zheng)分(fen)析(xi)。該研究所需資金由美國能源部提供，研究報告已於今年8月1日發表於物理評論雜誌之上(Phys Rev B 84, 075304)。

應用先進的理論計算模型，科研人員證明這種包含2%銻替代物的氮化镓合金擁有很高的電氣性能，可以利用太陽能將水裂解成分子氧和氫，即催化水的光化學裂解（PEC）過程。當合金浸入水中暴露於陽光之下時
，氫、氧分子之間的化學鍵被打破，之後將產生的氫收集起來。

以前在PEC方麵的研究主要集中於複合材料的研發，而該研究正是要打破這一傳統觀點，研發一些容易生產製造的材料，盡管它們缺乏PEC反應要求的正確電子排列。研究人員的目標是對這些材料的電子排列進行最低限度的“調整”，看其是否能夠得到預期的結果。

氮化镓是從90年nian代dai開kai始shi廣guang泛fan應ying用yong於yu高gao亮liang發fa光guang二er極ji管guan的de半ban導dao體ti材cai料liao。銻ti是shi一yi種zhong類lei金jin屬shu元yuan素su


，近jin年nian來lai廣guang泛fan應ying用yong於yu微wei電dian子zi學xue領ling域yu，並bing且qie需xu求qiu量liang不bu斷duan增zeng加jia。氮dan化hua镓jia-銻合金是第一種製造簡單的複合材料，具有成為PECliejieshuifanyingcuihuajideqianneng
，bingqiebuhuisunhao，keyiwuxianqidezhongfuliyong。yanjiurenyuanmuqianzhengzhiliyuhejindeshengchan，bingduiqizaitaiyangnengzhiqingfanyingguochengzhongdecuihuaxiaoguojinxingpingguceshi。

鑒於目前製氫方法會產生大量CO2
，光電解水製氫有望成為一種清潔的製氫方式，氮化镓-銻合金有望得到推廣。據項目主管Menon稱
，該項研究應該吸引其他學科的科學家共同參與進來。光催化作用是目前十分熱門的科學論題。研究人員呼籲打破化學、物理以及工程學之間的壁壘
，聯合起來共同致力於合金催化劑的研究。