【科技】人工光合制氢技术获重大突破 人工制氢开启能源技术变革

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氢气的能量密度高，清洁环保，燃烧后生成的水中没有污染物质，作为理想的能量载体的氢能与现有的能量系统匹配，兼容，可以方便、有效地转换为电或热，高转换效率 氢能利用技术正在成熟，期待着取代现有石油经济体系的氢经济时代，在另一项相关技术的突破中正在接近我们。

最近，《德国应用化学》杂志在网上宣布，中国科学家和日本科学家合作获得的重大人工光合制氢技术的效率是当今世界上最高的。

中国科学院大连化学物理研究所的李灿院士、章福祥研究员、博士生陈闪山等与日本东京大学堂免一成( domen kazunari )教授课题组合作，进一步氮化合成的mgta2o6 xny/taon异质结材料，比较分离光生成电荷 基于这种异质结材料，他们模拟了自然光合作用原理，使用z机制成功地利用完全分解水制氢，其制氢的表观量子效率在波长420纳米可见光激发下高达6.8%，目前是国际上最高的。

利用太阳光分解水制造氢，长期以来一直被认为是化学圣杯。 光催化降解水制氢是根本处理能源危机和环境污染的理想方法之一，宽光谱响应半导体材料的开发和应用是实现太阳能高效光化学转化的前提和基础。 迄今为止，李翠院士、章福祥研究员、博士生陈闪山等早就瞄准了具有太阳能应用转化潜力的广谱响应半导体材料的制氢技术。 他们从新型材料的开发开始，通过对系列层状或隧道状宽带隙半导体材料掺杂氮来解决，实现了比较有效的宽光谱吸收和利用，实验表明这种新型半导体材料是基于可见光催化剂分解水的

这次研究中使用的新异质结材料是该团队以迄今为止自主开发的mgta2o6 xny新材料为基础，通过氮化合成战略的革新而成功构筑的。

研究成果不仅是&lsquo，异质结构构建的新做法也贯穿了从新型材料的开发到人工光合全分解水制氢的链条，并且是中国自主创新高效光谱可见光人工光合制氢技术迅速发展的基础 业界专家在评价这一成果时。

太阳能是最丰富的清洁能源，水是地球上最丰富的自然资源之一。 世界上每年接受的太阳光辐射总量达到12万千瓦，约达到当今世界人类能源消费总量的1万倍我国陆地面积每年接受的太阳辐射总量相当于2万亿吨以上的标准煤炭，属于太阳能资源丰富的国家。 因为，如果能利用太阳光催化剂分解水制造氢，就能从根本上处理基于氢能的可持续能源的迅速发展问题。 这项技术一旦突破，就会改变世界能源结构，对我国的国家安全、生态文明社会建设和经济社会的可持续快速发展具有不可估量的意义。

大连化物所是我国最早从事人工光合制氢研究的机构之一。 李翠院士团队从2001年开始人工光合制氢研究，在人工光合制氢的基础研究方面进行了广泛的探索，其研究成果为构建高效的太阳能化学转换系统提供了新的战略和设计思路，受到国内外同行专家的关注。