從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉，我國科研人員利用稀土元素鈧對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。

在模擬太陽光下，其產(chǎn)氫效率比已報道的二氧化鈦高出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，一天光照時間產(chǎn)生的氫氣，可以驅(qū)動一輛氫能汽車行駛68公里。相關(guān)研究成果8日發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會雜志》上。

作為一種光解水催化材料，二氧化鈦“身上”布滿數(shù)以億計的“能量接收站”。每個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，就會激發(fā)出攜帶能量的電子—空穴對。

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。“這兩個晶面就像精心設(shè)計的‘電荷高速公路’：一個晶面專門收集電子，另一個則負(fù)責(zé)接收空穴。”論文通訊作者、中國科學(xué)院金屬研究所研究員劉崗說，與已報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。