导读 氢是宇宙中最丰富的元素，被许多人认为是未来潜在的清洁燃料。水和化石燃料含有大量的氢，但从这些来源释放分子二氢燃料需要大量的能量，这
氢是宇宙中最丰富的元素，被许多人认为是未来潜在的清洁燃料。水和化石燃料含有大量的氢，但从这些来源释放分子二氢燃料需要大量的能量，这使人对未来的氢经济产生怀疑。使用太阳能将水转化为氢气可能会导致廉价和清洁的氢燃料。然而，该方法目前依赖于含有昂贵贵金属的光催化剂，限制了其容量。
现在，以大阪大学为中心的研究人员开发出一种新型光催化剂，用于从水中生产氢气，这种光催化剂不仅不含昂贵的金属，而且比以往任何时候都吸收更多的阳光。该小组最近在“化学学会杂志”上报道了他们的发现。
“我们很高兴地发现使用我们的新型复合光催化剂，石墨碳氮化物和黑磷，从水中产生了大量的氢，”主要作者Tetsuro Majima说。“但我们没想到的是，即使使用低能量光，在近红外线下，光催化剂也会继续产生氢气。”
与石墨一样，石墨碳氮化物形成大片，但氮化碳片也具有可与氢分子相互作用的孔。过去，基于氮化碳的光催化剂需要贵金属的帮助才能从水中生产氢。研究人员发现，这种金属可以被一种磷替代，磷是一种广泛存在且价格低廉的元素。
他们表明，他们的光催化剂可以利用不同光源的能量从水中产生氢气。最不寻常的是，即使是能量较低的近红外光也可以驱动氢气的产生。
皮秒时间尺度下的工作光催化剂的研究表明，复合材料中碳氮化物与黑磷之间的强相互作用促进了氢的产生。当分别测试这两种材料时，来自太阳光的能量迅速消散并且很少或不产生氢。
主要作者Tetsuro Majima说：“氢气经济面临着许多挑战，但我们的工作证明了利用基于广泛元素的光催化剂从水中有效且廉价地生产氢气的潜力。这是制造其他氢气的重要一步。技术经济和环境可行。