分子与纳米探针教育部重点实验室在光催化制氢研究方面取得重要研究进展

近日，我校分子与纳米探针教育部重点实验室唐波教授研究团队在光催化制氢研究方面取得重要研究进展，相关成果发表在国际顶级学术期刊《德国应化》（Round-the-clock Photocatalytic Hydrogen Production with High Efficiency by a Long Afterglow Material,Angewandte Chemie International Edition, 2018,https://doi.org/10.1002/anie.201810544，影响因子12.102）上，论文第一作者为崔官伟教授，通讯作者为唐波教授。

氢气是一种高能量密度的清洁能源和应用广泛的化工原料。但是，由于其易燃易爆，且氢气分子可以进入许多金属的晶格中，造成“氢脆”现象，储存运输存在安全隐患。现场连续制氢是解决这一问题的有效途径。众所周知，太阳能是一种储量近乎无穷的清洁能源。将太阳能作为甲醇与水重整反应制氢的外部供给能源，不仅能够解决现场制氢问题，还具有能量上的经济性。另外，除太阳能利用率低之外，目前制约光催化技术实际应用的另一个问题是，其使用受场地和时间的限制，在暗环境下太阳能器件难以持续工作。因此，寻找能够高效利用太阳能且在暗环境下仍能持续工作的光催化剂材料，成为这一技术实施的关键。

为了解决上述问题，唐波教授课题组合成了一种微米级砖块状Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺, Dy³⁺长余辉材料，利用长余辉材料特殊载流子迁移机制形成的长寿命光生载流子，实现了光照条件下和黑暗条件下甲醇的光催化重整产氢，该光催化连续产氢过程的光能转化率高达5.18%。该研究结果，开拓了长余辉材料的应用领域，并提供了一种通过构建陷阱能级延长载流子寿命从而提高光催化效率的策略。