從中國(guó)科學(xué)院金屬研究所獲悉，我國(guó)科研人員利用稀土元素鈧對(duì)光催化分解水的催化材料進(jìn)行改造，成功制備出新型光解水催化材料——金紅石相二氧化鈦。

在模擬太陽(yáng)光下，其產(chǎn)氫效率比已報(bào)道的二氧化鈦高出15倍，創(chuàng)造了該材料體系的新紀(jì)錄。如果將該材料制作成100平方米的光催化板，一天光照時(shí)間產(chǎn)生的氫氣，可以驅(qū)動(dòng)一輛氫能汽車行駛68公里。相關(guān)研究成果8日發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上。

作為一種光解水催化材料，二氧化鈦“身上”布滿數(shù)以億計(jì)的“能量接收站”。每個(gè)接收站由鈦原子和氧原子精密排布構(gòu)成，當(dāng)光子撞擊接收站時(shí)，就會(huì)激發(fā)出攜帶能量的電子—空穴對(duì)。

在這項(xiàng)研究中，科研人員在二氧化鈦里混入5%的稀土元素——鈧，制備出了由兩種晶面組成的金紅石相二氧化鈦。“這兩個(gè)晶面就像精心設(shè)計(jì)的‘電荷高速公路’：一個(gè)晶面專門收集電子，另一個(gè)則負(fù)責(zé)接收空穴。”論文通訊作者、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究員劉崗說(shuō)，與已報(bào)道的二氧化鈦材料相比，金紅石相二氧化鈦的光生電荷分離效率提升了200余倍。