近日，中国科学技术大学教授熊宇杰课题组的一项研究首次证实了硅可用于光解水制氢技术的预言，并揭示了硅纳米线表面“光解水制氢”的机制，为其制氢性能的提高提供了新的途径。该工作在线发表于《德国应用化学》上，并入选该期刊的热点论文。
如何用太阳能分解水制备氢气已成为一种备受关注的清洁新能源技术。熊宇杰课题组巧妙地把纳米制造技术和湿化学方法结合起来，可以高度选择性地调控硅纳米线阵列的表面化学键类型和数量，从而发现硅材料的激发态电荷平均寿命及光催化产氢效率与其表面化学键紧密相关。
另一方面，研究团队发现该过程产生的氢气和氧气的比例远高于常规思维中的比例，并通过中国科大教授江俊课题组的理论模拟，揭示该过程与传统的光催化氢机制有所不同。基于该系列发现，研究团队首次揭开了硅材料“光解水制氢”机制的“神秘面纱”。
此后，研究人员开发出了一类基于常规半导体工业技术的表面化学处理方法，为调控位于硅材料表面的化学键状态提供了简捷途径。
该研究提出了新的表面工程思路，为开发高效、自然界丰富的光催化剂铺筑有效道路，并将拓展人们对化学转化中电荷运动“微观引擎”的控制能力，对高效催化剂的理性设计具有重要推动作用。（刘爱华）
来源：《中国科学报》 (2015-01-26 第4版 综合)
