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新的光電催化法由太陽能從水生產(chǎn)氫氣

由英國(guó)東Anglia大學(xué)Thomas Nann和Christopher J. Pickett帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)于2010年2月11日宣布，開發(fā)出由普通廉價(jià)材料制成的高效、耐用的光電極，可用于利用太陽光將水分離而生產(chǎn)氫氣。該成果已發(fā)表在《Angewandte Chemie》雜志上。

新的系統(tǒng)由金電極組成，金電極采用磷化銦（InP）納米顆粒層包覆。然后，研究人員在層狀排布上引入鐵-硫絡(luò)合物[Fe2S2(CO)6]。當(dāng)浸沒在水中，并在相當(dāng)小的電流條件下用太陽光照射時(shí)，該光電催化系統(tǒng)就可產(chǎn)出氫氣，效率為60%。

東Anglia大學(xué)研究人員給出了反應(yīng)的以下機(jī)理：到達(dá)的光粒子被InP納米結(jié)晶所吸收，在InP上激發(fā)出電子。在這一激發(fā)狀態(tài)，電子可被轉(zhuǎn)移到鐵-硫絡(luò)合物中。

在催化反應(yīng)中，鐵-硫絡(luò)合物然后通過這些電子，使之成為包繞水中的氫離子（H+）。金電極不斷地向InP納米結(jié)晶供應(yīng)必要的電子。

與現(xiàn)有的過程不同，新系統(tǒng)工作無需采用有機(jī)分子?，F(xiàn)有過程必須被轉(zhuǎn)換成激發(fā)態(tài)才能參與反應(yīng)，反應(yīng)也會(huì)隨時(shí)間而降級(jí)。這一問題限制了使用有機(jī)組分的系統(tǒng)壽命。而新系統(tǒng)純粹為無機(jī)物質(zhì)，可使用很長(zhǎng)時(shí)間。

據(jù)稱，新開發(fā)的光催化電極系統(tǒng)堅(jiān)固耐用、高效、廉價(jià)，且無有毒的重金屬。它可成為工業(yè)化生產(chǎn)氫氣十分有前途的替代方案。

（摘自化工在線“www.chemsino.com”）