印度科研人员宣布光催化制氢新突破，真的先进吗？

近日，印度科学家宣布成功开发出一款具备可扩展性的下一代装置，能够通过分解水分子来生产绿色氢气，且该系统完全依赖太阳能，摆脱了对其他化石燃料或能源依赖型方法的需求。

这项重大进展是由隶属于印度科技部（DST）的印度班加罗尔纳米和软物质科学中心（CeNS）的科研人员取得。该机构声称，其研发的制氢方法仅仅依靠太阳能以及地球上储量极为丰富的材料，无需依赖化石燃料或昂贵资源，极大降低了成本与资源依赖。

据了解，印度研究团队设计了一种硅基光阳极，采用了创新的 n-i-p 异质结结构。该结构由堆叠的 n 型 TiO₂、本征（未掺杂）Si 和 p 型 NiO 半导体层构成，

这些半导体层协同工作，显著增强了电荷分离和传输效率。并且，这些材料是通过磁控溅射技术进行沉积的，这是一种具备可扩展性的工业化技术，能够确保材料沉积的精度和效率。

根据印度科技部发布的信息，这种制氢方法在光吸收、电荷传输和复合损耗控制方面表现出色，这些都是实现高效太阳能到氢能转化的关键要素。

该器件实现了 600 mV 的优异表面光电压，以及约 0.11 VRHE 的低起始电位，这使得它在太阳能条件下能够高效地进行制氢反应。此外，该器件还展现出了良好的长期稳定性，在碱性条件下连续运行超过 10 小时，其性能仅下降 4%，在硅基光电化学系统中表现让人记忆深刻。

印度人说，这款新型器件具备诸多显著优势，如高效率、低能量输入，所采用的材料坚固耐用且经济实惠。即使在大规模应用场景下，该光阳极依然能够实现出色的水分解效果。

研究团队负责人 Ashutosh K. Singh 博士表示：“通过精心选择智能材料并将其组合成异质结构，我们成功创造出了一款不仅性能得到大幅提升，还能够实现大规模生产的器件。这让我们朝着经济实惠的大规模太阳能制氢系统又迈进了坚实的一步。”

当前，全球多个相关研究项目也正在推进，致力于寻求更便宜，可以规模化生产绿色氢能的更佳方案。

日本、韩国科研人员致力于新型材料研究，近年来光催化制氢也是进展很快。

但，2025 年以来，中国在光催化制氢领域取得的重大突破更值得关注。

中科院金属所研发的钪掺杂二氧化钛材料成为今年亮点。通过掺入 5% 的稀土元素钪，成功改造金红石相二氧化钛晶体结构，形成定向电荷传输通道，使得光生电荷分离效率提升了 200 余倍。

在模拟太阳光条件下，其产氢效率达到传统二氧化钛的 15 倍，1 平方米光催化板日产量约为 10 升氢气。若制成 100 平方米光催化板，日产量产生的氢气可支持氢能汽车行驶 68 公里。该成果已发表于《美国化学会志》。

展望

印度科研人员的新突破可能还在实验室，但是看中国，光催化制氢技术正逐步从实验室走向规模化应用阶段。中科院金属所的技术已经用在攀枝花建制加氢一体站。

中国在材料创新、系统集成以及项目布局可以说已在全球领先一步。