中国科研团队取得重要突破，通过元素替代方法，显著提升了二氧化钛光解水制氢的效率。研究人员将稀土元素“钪”引入二氧化钛晶格，解决了材料缺陷问题，从而大幅提升了对太阳光的利用率。实验结果表明，新材料在紫外光下分解水制氢的效率提升了15倍，为绿色能源的开发提供了新的可能性。这项研究成果已发表于《美国化学学会期刊》，并有望推动未来工业化应用。

💡 研究的核心在于改进二氧化钛光催化材料，使其更有效地利用太阳光进行制氢。

🔬 科研人员通过将“钪”元素引入二氧化钛的晶格中，解决了材料的原子级缺陷和表面不规整问题。

☀️ 改进后的材料能够将紫外光的利用率从不足2%提升到30%以上，从而大幅提高制氢效率。

💧 如果将该材料制成1平方米的光催化板，一天光照时间产生的绿色氢气约为10升。

🌱 科研团队的下一步目标是提升可见光下的分解水效率，以实现工业化应用。

IT之家 4 月 8 日消息，据央视新闻今日报道，我国科研人员通过元素替代等方法，使二氧化钛光解水制氢效率比过去提高 15 倍。

该成果北京时间 4 月 8 日在《美国化学学会期刊》发表。

中国科学院金属研究所科研人员介绍，通过用二氧化钛作为光催化材料，在阳光照射下使水分解，释放出氢气，这是国际上一直竞相发展的太阳能直接光解水制氢的方法。但是这种方法转化效率很低。

而科研团队这项研究就是针对二氧化钛光催化材料利用太阳光水平低的情况展开的。

科研人员将稀土中的“钪”元素引入到传统二氧化钛的晶格中，解决了传统二氧化钛材料存在的内部原子级缺陷和表面不规整等问题，形成了一种全新的半导体光催化材料。

当太阳光照射到这种材料上面，就能把它吸收的紫外光光子从原先利用率不足 2%，提升到 30% 以上，紫外光下分解水制氢的效率可提升 15 倍，创造了该材料体系的新纪录。如果将其制作成 1 平方米的光催化板，一天光照时间产生的绿色氢气约为 10 升。

科研团队下一阶段的目标是要把可见光下的分解水效率进一步提升，从而达到可以工业化应用的水平。

IT之家附论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c01936