新型纳米材料可以从海水中提取氢

据国外网站报道：近日，美国中佛罗里大学纳米科技中心和材料科学与工程系Yang Yang教授团队成功开发了一种新型纳米杂化材料，利用该材料在太阳光作用下可从海水中高效制取氢气，成本低廉，性能更优。目前该研究成果已以“MoS2/TiO2 Heterostructures as Nonmetal Plasmonic Photocatalysts for Highly Efficient Hydrogen Evolution”为题发表在了《Energy & Environmental Science》期刊上。

众所周知，佛罗里达州阳光充足，海水资源丰富，这一新的技术突破为清洁制氢提供了可靠的方案，有效缓解对化石燃料的需求的同时，还将促进佛罗里达州的经济可持续发展。

据悉，Yang Yang教授致力于太阳能光解水制氢研究已近10年。Yang Yang教授最初对光解水制氢的研究主要专注于从纯水中光解制取氢气，而近年来其研究团队开始着眼于海水制氢研究。利用海水制氢难度更大，主要在于海水中含有各种盐，因此所需的光催化剂对抗腐蚀性有更高的要求。近日其团队开发的新型纳米光催化材料可借助太阳能，实现对海水的分解进而制备得到氢燃料。更重要的是，该新型光催化材料具有良好的抗腐蚀性，可抵御在海水中各种盐类腐蚀的恶劣条件。

据报道，Yang Yang教授开发的新型纳米杂化材料是通过将微小的纳米结构化学蚀刻到最常见的光催化材料---二氧化钛薄膜表面上，而后这些纳米空腔用二硫化钼纳米片进行涂覆，制备得到上述纳米杂化光催化剂。

通常，一般催化剂只能将有限带宽的光转化为能量，而Yang Yang教授开发的催化剂可捕捉到的光的带宽更宽。通过控制纳米片中硫的空位密度，可捕捉到从紫外光到近红外光各个波长的能量。因而，其催化制氢效率可达到目前已知光催化制氢材料的2倍多。

Yang Yang教授认为，将太阳能转化成化学能要比利用太阳能电池板发电更高效、可靠。因为利用太阳能产生的电能必须存储在蓄电池内，容易造成能量的损失，而转化成氢能则更容易存储和运输，并且直接供给燃料电池使用。

目前该团队正专注于实现该纳米杂化光催化剂的规模化生产，同时力求进一步提高其性能，使其可以从废水中分离氢气。