氢气作为未来重要的可再生能源正在加速崛起——弗林德斯大学为了解水分解光催化剂的稳定性以改进潜在的生产方法做出了重要贡献。
弗林德斯大学、阿德莱德大学和东京理科大学的最新研究有助于推动利用可再生能源制氢以减少二氧化碳排放。
弗林德斯大学化学物理教授Gunther Andersson在美国化学学会（ACS）杂志上发表了一篇概述该方法的新文章，他表示：“这是一个参与氢科学的激动人心的时刻，在确保最大可能的氢生产效率方面正在取得快速进展”。
光催化水分解是一种很有前途的技术，它使用半导体粒子作为光催化剂将水分解成氢和氧。虽然研究人员了解到光催化剂半导体的结构和电子特性在决定光催化活性方面起着重要作用，但他们的目标是找到最好和最有效的材料来辅助这一过程——他们发现这种材料是氧化铬。
弗林德斯大学科学与工程学院纳米科学技术研究所副所长Andersson教授说：“助催化剂可以通过支持电子和保持分离来促进高效的光催化水分解，并充当水分解反应的活性位点”。
“然而，助催化剂需要保护性覆盖层来抑制氢分子和氧分子的复合，这将导致将氢分子和氧分子带回H2O的反向反应。
“我们需要找到合适的覆盖层材料，以确保最有效的光催化水分解——这促使我们探索混合过渡金属氧化物。”
研究人员发现，氧化铬覆盖层保护了光催化中的水分解过程，用于太阳光驱动的氢气生产。
他们的工作研究了作为退火过程的函数，光沉积在不同颗粒上的氧化铬的稳定性、氧化态以及体积和表面电子结构。
重要的是，国际研究小组还发现，氧化铬覆盖层对水分解反应没有贡献。
资深合著者阿德莱德大学化学教授Gregory Metha补充道：“世界领先的光催化剂具有氧化铬覆盖层，这项工作揭示了对涂层性质的新见解，可能会导致未来材料的改进。”
众所周知，氧化铬覆盖层保护光催化中的水分解过程，用于太阳光驱动的氢气生产。研究人员发现，氧化铬覆盖层的热稳定性取决于底层光催化剂的化学性质。
Andersson教授说：“了解退火条件下光催化剂颗粒上氧化铬层的稳定性、氧化态和电子结构，对于光催化分解水的覆盖层应用至关重要”。
无声狂啸
氧化铬不错，以前都是用二氧化钛或者之类铂催化剂。不过六价铬有剧毒需要小心安排工艺