4月12日出版的《美国国家科学院院刊》刊登了宾夕法尼亚大学 Christopher B. Murray 领导的研究团队利用二氧化钛（TiO2）吸收太阳光、催化水解反应制氢的最新研究成果（Engineering titania nanostructure to tune and improve its photocatalytic activity, 2016, PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1524806113）。
与传统利用化石能源（天然气、煤）和水蒸气高温反应制氢的方法相比，这一成果向利用可持续能源制氢的方向又迈进了一步。这一研究成果的关键在于：在合成过程中调控TiO2晶体结构为板钛矿（brookite）结构、尺寸控制在15到50纳米。太阳光通过TiO2的作用将电子和空穴分离，但是电子和空穴会快速复合、湮灭。而这一结构和尺寸的TiO2能够有效阻止电子和空穴的复合，使它们分别与水分子发生反应，在一个电极上产生氢气，另一电极上产生氧气。地球上TiO2的储量丰富且无毒，这一方法的发展有利于利用可持续的太阳能大规模生产氢气。
该文中用到的不同长度板钛矿相TiO2纳米棒及其同步辐射XRD谱图、拉曼光谱图等，图来源：PNAS
（摘自 新材料在线）
