第5章　太阳能光解水制氢

在可再生能源资源中，太阳能是可以满足当前和未来人类能源需求最大的可利用资源，到达地球表面太阳能的0.015%已足以支持人类社会的正常发展。因此，收集和转换太阳能资源用于进一步的能源供应，是解决当前人类面临的能源危机问题的一个重要途径。光催化技术是通过光催化剂，利用光子能量将许多需要在苛刻条件下发生的化学反应，转化为可在温和的环境下进行的先进技术。利用光催化技术分解水制氢，可以将低密度的太阳光能转化为高密度的化学能，在解决能源短缺问题上具有深远的应用前景。美国能源部提出如果光催化分解水制氢的太阳能转换氢能效率达到10%，太阳能制氢成本（包括生产和运输）达到2～4美元/kg H2，这项技术就有可能走向大规模应用［1］。但太阳能-氢能转化受到诸多动力学和热力学因素的限制，目前半导体材料实现的最高太阳能转换氢能效率距离实际应用的要求还有很大的差距。要解决太阳光分解水制氢技术在应用方面的瓶颈问题，关键在于提高光催化剂的分解水制氢活性。