近日，中国科学院金属研究所刘岗团队在光催化分解水制氢领域取得重大科研成果，将基于二氧化钛半导体的光催化分解水制氢技术效果提升15倍，相关成果于4月8日发表于国际权威期刊《美国化学会会刊》，为全球能源研究领域带来了新的曙光。
光催化分解水制氢技术，作为实现太阳能直接转化为氢能的关键途径，自1972年被发现以来，一直备受关注。其中，二氧化钛凭借其独特的性能，成为能源界的“超级明星”。然而，如何提高二氧化钛的实际催化效率，一直是全球科研人员面临的难题，也是制约该技术大规模应用的关键瓶颈。
中国科学院金属研究所刘岗团队凭借敏锐的科研洞察力和创新精神，独辟蹊径地选择稀土元素钪对二氧化钛材料进行改造。这一创新举措犹如在黑暗中点亮了一盏明灯，为提升光催化效率带来了新的希望。
经过精心研究和反复实验，改造后的二氧化钛光催化材料展现出了令人惊叹的性能飞跃。光生电荷分离效率提升200余倍，这意味着在光催化过程中，更多的光生电荷能够被有效分离和利用，大大提高了能量转换效率。同时，对波长为360纳米紫外光的量子利用率突破30%，使得材料能够更高效地吸收和利用太阳能。在模拟太阳光下，其产氢效率比已报道的二氧化钛高出15倍，创造了该材料体系的新纪录。如果用这种材料制作1平方米的光催化板，在阳光照射下每天能分解水产生约10升的氢气，这一数据直观地展示了该技术的巨大潜力。
这一成果的取得，不仅在科研领域具有重大意义，更对我国能源产业的发展具有深远影响。二氧化钛作为一种工业用途广泛的无机材料，中国产能占全球50%以上，而稀土钪的储量我国也位居世界前列。这种得天独厚的产业优势，为二氧化钛及其后续光催化材料的发展及工业应用奠定了坚实基础。
随着光催化分解水效率的进一步突破，该技术有望实现产业应用。一旦大规模推广，将有力推动我国能源结构升级，减少对传统化石能源的依赖，降低碳排放，助力我国实现碳达峰、碳中和目标。同时，这也将为全球能源转型提供新的思路和方法，推动全球能源向清洁、可持续方向发展。
中科院金属所刘岗团队的这一研究成果，是我国科研人员不懈努力和勇于创新的结晶。它不仅为光催化分解水制氢技术的发展开辟了新的道路，也为我国在全球能源竞争中赢得了先机。未来，我们期待着这一技术能够早日实现产业化应用，为人类社会的可持续发展做出更大贡献。
