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光解水制氫技術始自1972年，隨著電極電解水向半導體光催化分解水制氫的多相光催化的演變和TiO2以外的光催化劑的相繼發(fā)現(xiàn)，興起了以光催化方法分解水制氫（簡稱光解水）的研究，并在光催化劑的合成、改性等方面取得較大進展。

光解水的原理為：光輻射在半導體上，當輻射的能量大于或相當于半導體的禁帶寬度時，半導體內(nèi)電子受激發(fā)從價帶躍遷到導帶，而空穴則留在價帶，使電子和空穴發(fā)生分離，然后分別在半導體的不同位置將水還原成氫氣或者將水氧化成氧氣。

近日，來自日本信州大學KazuhikoSeki教授和東京大學KazunariDomen教授等的研究團隊成功利用鋁摻雜鈦酸鍶（SrTiO3:Al）光催化劑，并且通過選擇性將兩種助催化劑Rh/Cr2O3、CoOOH引入到析氫反應以及析氧反應中，實現(xiàn)了在波長350-360nm的紫外光照射下，極高的光催化全解水的外量子效率，EQE高達96%，創(chuàng)下了光催化全解水的新紀錄。

在過去的光全分解水的研究中，外量子效率一直無法達到100%的一種重要原因就是電荷重組，即空穴與電子在未參與光解水過程之前，又重新結合在一起，這一過程嚴重降低了能量轉化效率。為了避免這一過程，研究團隊采用了兩種手段：第一通過提高光催化劑粒子的結晶度，減少晶格缺陷。第二將少量鋁原子融入晶格中，減少晶格中的化學缺陷數(shù)量。此外，研究團隊還發(fā)現(xiàn)，在鈦酸鍶SrTiO3晶體中，空穴和電子會聚集在不同的晶體面上，并且利用這一現(xiàn)象，采用逐步光沉積法，將合適的催化劑專門鏈接到反應發(fā)生的位點，從而進一步抑制了電荷復合。