高效光解水制氢到底该怎么弄？中国团队想出了“神奇配方”。中新网北京4月8日消息，孙自法记者报道，1972年发现的这项能源领域“超级明星”技术，一直以来大家都盯着看，想要低成本、高效率地把它变成现实。这可是学术界和产业界一直在忙活的大事儿。 中国科学院金属研究所刘岗研究员带的团队搞出了新东西。他们通过原子层面改造半导体光催化材料，直接把新的二氧化钛颗粒丢进水里晒太阳，就实现了高效光解水制氢。这个材料厉害在哪儿？研究显示，光生电荷分离效率一下子提升了200多倍，对360纳米紫外光的量子利用率突破了30%。在模拟太阳光下，产氢效率比普通二氧化钛高了15倍，打破了原来的纪录。 刘岗说，“要是用这种材料做一块1平方米的光催化板，太阳一晒每天大概能产10升氢气。”这是太阳能利用领域的一大突破，论文4月8日已经发到国际学术期刊《美国化学会会刊》上了。 150年前法国科幻大师凡尔纳就预言过水会变成终极燃料，后来科学家们一直在琢磨怎么把这个预言变成现实。现在太阳能制氢有两种办法：一种是先用电解水发电再电解水，设备虽然效率高但是太复杂、太贵；另一种是直接用太阳光照射二氧化钛等材料分解水。 二氧化钛就像个微型发电厂，里面布满了无数的“能量接收站”。光子打进来激发了“电子-空穴对”，这些电荷就能分解水制氢。可传统材料有个大问题：被激活的电子和空穴就像没头苍蝇到处乱撞，大部分在百万分之一秒内就会复合湮灭；高温制备环境还容易导致氧原子乱跑形成陷阱区。 那该怎么办呢？刘岗团队发现钛旁边的稀土元素钪有三大绝技：能完美嵌入晶格不让结构变形、能中和电荷失衡、能重构表面晶面。这次团队把钪钛“联姻”，引入了5%的钪原子，成功制备出表面有特定晶面的二氧化钛颗粒。 这两个晶面就像是精心设计的“电荷高速公路”：一个专门收集电子，一个负责接收空穴。它们之间还形成了强度很高的定向电场，相当于给纳米大小的颗粒架设了“立交桥”，大大提高了效率。 不过现在这种材料还只能吸收紫外光。刘岗指出他们接下来的目标是在提升紫外光利用率的基础上，再往可见光那边拓展。 从工业应用角度看，二氧化钛在中国产能占全球50%以上，产业链也很完整；中国稀土钪的储量也排在世界前列。中国在发展这种材料上优势明显，要是效率再突破一下，说不定就能实现产业应用了。