第5章　太陽能光解水制氫

在可再生能源資源中，太陽能是可以滿足當(dāng)前和未來人類能源需求最大的可利用資源，到達(dá)地球表面太陽能的0.015%已足以支持人類社會的正常發(fā)展。因此，收集和轉(zhuǎn)換太陽能資源用于進(jìn)一步的能源供應(yīng)，是解決當(dāng)前人類面臨的能源危機(jī)問題的一個重要途徑。光催化技術(shù)是通過光催化劑，利用光子能量將許多需要在苛刻條件下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為可在溫和的環(huán)境下進(jìn)行的先進(jìn)技術(shù)。利用光催化技術(shù)分解水制氫，可以將低密度的太陽光能轉(zhuǎn)化為高密度的化學(xué)能，在解決能源短缺問題上具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。美國能源部提出如果光催化分解水制氫的太陽能轉(zhuǎn)換氫能效率達(dá)到10%，太陽能制氫成本（包括生產(chǎn)和運(yùn)輸）達(dá)到2～4美元/kg H2，這項(xiàng)技術(shù)就有可能走向大規(guī)模應(yīng)用［1］。但太陽能-氫能轉(zhuǎn)化受到諸多動力學(xué)和熱力學(xué)因素的限制，目前半導(dǎo)體材料實(shí)現(xiàn)的最高太陽能轉(zhuǎn)換氫能效率距離實(shí)際應(yīng)用的要求還有很大的差距。要解決太陽光分解水制氫技術(shù)在應(yīng)用方面的瓶頸問題，關(guān)鍵在于提高光催化劑的分解水制氫活性。