氢作为燃料来源，而不是石油和煤炭等碳氢化合物，有很多好处。燃烧氢气会产生无害的水，有可能消除二氧化碳的排放及其对环境的负担。在追求可能导致实现氢经济突破的技术时，一个关键问题是便宜地制造氢。使用催化剂来分解水是产生氢的理想方法，但这样做通常需要从其他化学物质、电力或部分有足够能量的阳光输入能量。
现在，大阪大学的研究人员开发了一种新的催化系统，可以利用普通阳光的能量有效地分解水并制造氢。他们的研究最近被报道在Angewandte Chemie国际版．
“利用可见光进行光催化是不可能的，但我们的方法结合了纳米结构的黑磷水还原氢和钒酸铋水氧化氧，让我们利用广泛的太阳光谱，以前所未有的效率制造氢和氧，”首席作者Mingshan Zhu说。
黑磷具有与石墨烯类似的平面二维结构，并在整个可见光谱中强烈吸收光线。研究人员将黑磷与钒酸铋结合，钒酸铋是一种众所周知的水氧化催化剂。
就像植物在自然光合作用中通过在不同结构间传递电子来分解水和制造氧气一样，这种新型催化剂的两种成分可以在阳光下迅速转移电子。在催化剂中，这两种组分的含量也进行了优化，从而使氢气和氧气的比例达到理想的2:1。
“实现以阳光为动力的氢生产是氢社会的基础。我们的贡献克服了一个重大障碍，但要使氢在未来成为一种实用的燃料来源，还有很多工作要做，”合著者Majima哲郎说。
利用BP/BiVO4的二维异质结构，在可见光照射下不使用任何牺牲剂，光催化整体纯水裂解。图片来源:大阪大学
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