光催化制氢
利用太阳能生产氢气的系统,有光分解制氢，光催化制氢，太阳能发电和电解水组合制氢系统。太阳能制氢是近30～40年才发展起来的。到目前为止，对太阳能制氢的研究主要集中在如下几种技术：热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢。本篇文章介绍的是光催化法制氢。
光催化制氢（光催化制氢股票）
光催化法制氢
半导体TiO2及过渡金属氧化物、层状金属化合物，如K4Nb6O17、K2La2TiO10、Sr2Ta2O7等，以及能利用可见光的催化材料，如CdS、Cu-ZnS等，都能在一定的光照条件下，光催化制氢，催化分解水，从而产生氢气。然而到目前为止，利用催化剂光解水的效率还很低，只有1%～2%。已经研究过的用于光解水的氧化还原催化体系主要有半导体体系和金属配合物体系两种，其中以半导体体系的研究最为深入。半导体光催化在原理上类似于光电化学池，细小的光半导体颗粒可以被看作是一个个微电极悬浮在水中，他们像光阳极一样在起作用，所不同的是它们之间没有像光电化学池那样被隔开，甚至阴极也被设想是在同一粒子上，水分解成氢气和氧气的反应同时发生。当小于387nm的紫外光照射到TiO2时，价带上电子吸收能量后发生跃迁到导带，在价带和导带分别产生了空穴与电子，吸附在TiO2的水分子被氧化性很强的空穴氧化成为氧气，同时产生的氢离子在电解液中迁移后被电子还原成为氢气。和光电化学池比较，半导体光催化分解水放氢的反应大大简化，但通过光激发在同一个半导体微粒上产生的电子空穴对极易复合。因此为了抑制氢和氧的逆反应及光激发半导体产生的电子和空穴的再结合，可加入电子给体作为空穴清除剂，以提高放氢效率。废水中许多有机物是良好的电子给体，如果把废水处理与光催化制氢结合起来，可同时实现太阳能制氢和太阳能去污。
光催化制氢股票
科技日报银川3月24日电（记者王迎霞通讯员何徽）记者24日从宁夏科技厅获悉，宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室研究员马保军团队在光催化制氢机理研究方面取得新进展，发现并提出了不同组装方法的复合催化剂的电子转移路径。相关研究成果近日发表在国际催化领域期刊《应用催化B：环境》。
化石燃料的过度使用造成了能源短缺、温室效应及环境污染等严重问题，利用太阳能光催化剂分解水产氢是解决能源环境问题的最理想方法之一。马保军团队一直致力于光催化技术研究，在前期的相关研究中，团队阐明了贵金属主要用作催化质子还原的反应活性位点，而非贵金属助催化剂由于其大的比电容主要存储来自半导体的光激发电子。然而，光催化剂的结构与活性之间的关系需要进一步阐明，研究光催化剂的结构与光激发电子的传递路径之间的本质关系具有重要意义。
光催化制氢原理
太阳能光催化反应可以使水分解产生氢气，以及还原二氧化碳产生“太阳燃料”。太阳光这种神奇的“魔法”是如何实现的，一直是科学领域的难题。近日，从中国科学院传来好消息：中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化物所”）李灿院士、范峰滔研究员等带领的科研团队成功揭开这一谜团，“拍摄”到光生电荷转移演化全时空影像。相关研究成果于10月12日在国际学术期刊《自然》上发表。
光催化分解水的核心科学挑战在于如何实现高效的光生电荷的分离和传输。“光催化过程中，光生电子和空穴需要从微纳米颗粒内部分离，并转移到催化剂的表面，光催化制氢，从而启动化学反应。”范峰滔介绍，由于这一过程跨越从飞秒到秒、从原子到微米的复杂时空尺度，光催化制氢，揭开这一过程的微观机制极具挑战性。
