如何借助催化劑，有效利用太陽能來分解水制備氫氣？中國科學技術大學1月22日發布消息稱，該校熊宇杰教授課題組日前撩開了硅材料助力“光解水制氫”的面紗。這項成果發表在最新一期國際著名化學期刊《德國應用化學》上，為尋找和開發自然界豐富、高效的光催化劑打下堅實基礎。

氫氣是一種非常清潔且可儲存運輸的可再生能源，利用太陽能分解水制備氫氣，已成為全世界備受關注的清潔新能源技術。在過去的研究中，半導體催化劑在“光解水制氫”過程中扮演著非常重要的角色，包括俘獲光能、減少能耗、加快反應速度等。硅材料作為地球上豐度最高且應用最廣泛的半導體材料，早已有報道預言可用于“光解水制氫”技術。

在研究中，熊宇杰課題組巧妙地通過微納制造技術和濕化學方法，高度選擇性地調控硅納米線陣列的表面懸鍵類型和數量。基于中科大理化科學實驗中心王成名高級工程師的系統紅外光譜監測，研究團隊得以將光催化產氫效率與硅材料表面懸鍵聯系起來，從而凸顯了硅材料表面懸鍵在光催化應用中的關鍵作用。在理解作用機制之后，研究人員還開發出一類基于常規半導體工業技術的表面化學處理方法，為調控位于硅納米線表面的懸鍵狀態提供了簡捷途徑。該研究提出新的“光解水制氫”表面工程思路，可有效推動光催化劑的理性設計。

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