光催化制氢新突破
中国光催化制氢商业化迎来“绿灯”。
铂道综合韩国 Choice 经济报道，韩国业内关注到，中国科学院金属研究所近日用一种叫聚三嗪亚胺（PTI）的高分子半导体材料做光催化剂，水分解制氢的效率提高了一大截。
成果已发在最新一期《自然通讯》上。
激子太爱复合的老毛病
PTI 主要是碳和氮，便宜、环保，结构也适合光催化，本来挺被看好能搞大规模太阳能制氢。但它有个毛病——光解效率低得要命。
毛病出在光照产生的电子（－）和空穴（＋）太容易结合成“激子”，这玩意一形成，转眼又复合没了。没有足够的自由电荷，氢气氧气就出不来。
金属所的刘研究员表示：“小房间里又洗衣服又烘衣服，能不互相妨碍吗？”
他说 PTI 内部就是缺个把电荷分开的力。
“晶格工程”一招破局
研究组琢磨出个招——搞“晶格工程”，人为调材料的晶格结构。
他们改了 PTI 的生长条件。原来用氯化锂加氯化钾的混合熔盐，现在换成氯化锂加氯化钙。
新法子长出来的 PTI 掺了钙，六角形纳米片（PTI-LiCa）。
效果立竿见影。掺钙后，电子和空穴之间的结合能从 48.2 毫电子伏特降到 15.4。
刘研究员说：“这比室温的热扰动能 25.7 还低，常温下激子就能自己散开，变成能到处跑的电荷。”
团队用超快光谱技术实打实地看到了这个解离过程。
散开后的电子和空穴各走各的，像单行道似的朝不同方向走。析氢反应和析氧反应在空间上分开了，反应不互相干扰，副反应也少，效率噌噌往上涨。
研究团队表示：“新技术下，纯水光解制氢的初始活性是原来的 3.4 倍。这研究算是把 PTI 材料的结构限制给破了，光催化制氢商业化又近了一步。”
【信息来源：Choice 经济】