科学家发明光催化水裂解新材料

本报讯太阳能清洁且丰富。然而，当没有阳光时，它必须储存在电池中或者通过一个叫做光催化的过程用于生产燃料。在光催化分解水的过程中，太阳能将水分解成氢气和氧气。随后，氢和氧在燃料电池中重新结合以释放能量。

美国物理学会出版集团的子公司《应用物理快报》最近发表的一篇论文表明，一种新的材料，卤化物双钙钛矿，可能只是具有裂隙水的性质。

“如果我们能发明一种可以用作分解水的光催化剂的材料，这将是一个巨大的突破。”该论文的合著者Feliciano Giustino说。

此前，研究人员已经测试了各种光催化材料，如二氧化钛。虽然这种材料可以通过太阳能分解水，但它的效率不高，因为它不能很好地吸收可见光。到目前为止，用于普通水裂解的光催化材料还没有商业化。

牛津大学的George Volonakis和Giustino用超级计算机计算了四种卤化物双钙钛矿的量子能态。他们发现Cs2BiAgCl6和Cs2BiAgBr6是最有前途的光催化材料，因为它们比二氧化钛更能吸收可见光。同时，两者都可以产生电子和空穴，并有足够的能量将水分解成氢和氧。

朱斯蒂诺说，很少有材料同时具备所有这些特性。“我们不能说这一定会起作用，但这些化合物似乎具有所有合适的性质。”

朱斯蒂诺和他的团队在寻找制造太阳能电池的材料时首次发现了这种钙钛矿。在过去的几年里，钙钛矿由于能够提高硅基太阳能电池的串联设计效率而引起了广泛的关注。串联设计可以直接将钙钛矿电池集成到高效硅电池中，但它们含有少量的铅。铅如果用于太阳能发电厂的能量收集，可能会造成潜在的环境危害。(慢慢地)

中国科学新闻(2018-07-10第二版国际版)