光解水制氢

新加坡国立大学 (NUS) 的一组研究人员取得了一项革命性科学发现，这可能会彻底改变水解制氢的方式。研究发现电催化反应的氧化还原中心在金属和氧气之间切换，由光触发，这在很大程度上提高了水电解效率。

9月29日，中国科学院大连化学物理研究所燃料电池系统科学与工程研究中心研制的兆瓦级质子交换膜（PEM）水电解制氢系统，在国网安徽公司氢综合利用站实现满功率运行。经国网安徽公司组织的专家现场测试，该系统额定产氢220Nm3/h，峰值产氢达到275Nm3/h。

中山大学的研究人员在《ACS ES&T Engineering》公开发表的一篇论文中报告开发了一种新型催化剂，这种新型催化剂在产生氢气的同时去除污染物。

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员温兆银带领的团队面向高温电解水蒸气制氢的应用方向，在高温质子导体材料的基础研究和电解水蒸气制氢系统开发方面取得了重要进展，研制的管式高温电解堆连续运行超过1万小时。相关材料体系的研究结果国内外尚未见公开报道。

澳大利亚内陆地区的一个新项目将试验一种创新技术，通过捕捉空气中的水分，并通过水解将其分解，通过太阳能转化为氢气，使炎热、干旱地区成为能源出口国成为可能。

利用可再生太阳能对于解决全球能源和环境问题以及实现可持续发展至关重要。在这方面，光催化水分解作为将可持续太阳能转化为有价值的化学物质的一种经济有效的方法已经引起了人们的极大兴趣。研究人员提出了太阳能光解水效率测试标准

全球技术和电源解决方案领导者康明斯公司（Cummins Inc.）已提供20兆瓦的PEM电解器系统来产生绿色氢，使其成为世界上运行量最大的系统。康明斯电解系统安装在魁北克省贝坎库尔市的液化空气制氢厂。康明斯PEM电解槽使用清洁的水力发电装置每年可产生3000吨以上的氢气。

西班牙的研究人员开发出了在低温（<250℃）下，通过微波引发的固态离子材料氧化还原活化为媒介的水电解法，无需接触电极就能生产氢气。有关微波诱导的低温电解法制氢技术的论文发表在《自然能源》上。

韩国开发了一种比现有催化剂效率高20倍的制氢催化剂。KAIST（THE KAIST）材料科学与工程jeongyeonsik教授和韩国科学技术学院（KIST）jinyoung博士研究人员合作开发了三维纳米催化剂材料技术，比传统催化剂制氢效率高出20倍以上。研究结果在国际学术期刊“自然通讯”上发表。

俄罗斯南方联邦大学正与中国科技大学的同行一起研发氢燃料，研究在阳光作用下将水分解成氢和氧的新技术。

环境污染和能源短缺是当今人类面临的重大挑战，光催化分解水制氢有望从根本上解决能源和环境问题，因此具有重要意义。宽范围的光吸收和快速的电子空穴分离是实现高效可见光催化的关键。

氢将成为未来的主要能源，它可以由能再生、又能持续的资源——“水”产生，能为气候保护做出重要贡献，并替代化石燃料。氢被视作未来的主要能源载体，但目前尚无有效的工艺方法廉价地制氢，如何环保、安全和廉价地制氢成为一大课题。柏林亥姆霍兹中心（HZB）的马塞尔·里施（Marcel Risch）和他的团队提出了新思路改善现有的水电解技术，即把水化学分解为氢和氧的工艺。

在清洁和可持续的未来，电力部门的一个理想方案是收集风能和太阳能发电，并利用多余的能源为电解器提供动力，即生产氢燃料（H2）的分解水电解器。氢气可以长期储存，在需求量大或停电时提供发电的方式。缺点是，电解器非常昂贵。现在科学家开发一种低成本可扩展分解水电解器可实现高效制氢。

托木斯克理工大学的科学家领导的一联合研究团队开发了一种新型二维材料生产氢气，通过暴露在阳光下，该材料可以有效地从淡水，海水和污水中产生氢分子。这是一种高效绿色的光解水制氢方法。该成果发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上（IF：8,758；Q1）。

KAUST开发一种新型光催化剂，这是一种基于金属有机框架(MOF)材料用于高效光催化分解水制氢，使研究人员离利用太阳光生成清洁氢燃料又近了一步。

随着化石燃料的枯竭和地球因燃烧化石燃料而面临的环境问题，开发清洁能源发电技术成为全球关注的话题。在所提出的各种产生清洁能源的方法中，光催化分解水技术具有广阔的应用前景。最近日本科学家开发出一种新型光催化剂，具有极高的制氢效率。光解水制氢方法利用太阳能将水（H2O）分子分解得到氢（H2）。然后，H2可以作为无碳燃料或作为生产许多重要化学品的原料。