星形金质纳米颗粒可以将水制氢的催化效率提升4倍

一项新的研究显示，表面带有半导体涂层的星形黄金质地纳米颗粒可以更有效地分解水产生氢气，效率是其他方法的四倍，且可以当成一种储存太阳能的更好方式。

研究人员说，这一发现还可能带动其他可再生能源的使用，更好地应对气候变化带来的挑战。

“我们利用可见光和红外线的能量来激发金纳米微粒中的电子，而非使用紫外线。”罗格斯大学材料科学与工程系副教授Laura Fabris说，“金属原子中被激发的电子可以更有效地转移到半导体上，从而促成催化反应。”

研究人员将目光放到了光催化技术上，它通常是指利用阳光来得到更快或成本更低的化学反应产物。通过紫外光照射的二氧化钛通常被用作催化剂，但紫外线的效率很低。

据Chem报道，研究人员利用可见光和红外线照射黄金微粒，颗粒吸收了光子再放出电子，然后一些电子就转移到周围的物质上，比如说二氧化钛。

工程师用二氧化钛涂覆金纳米颗粒，并将材料暴露在紫外线、可见光和红外线照射下，观察电子如何从黄金中转移到半导体材质上。

他们发现触发反应的电子比以前做法的效率要高出四倍以上。氢可用于储存太阳能，当天黑之后，通过氧化反应释放出能量。

“我们的目标和成果都非常清晰，”Fabris说，“我们还能够使用超低温合成技术将这些黄金微粒黏在钛结晶上。我认为无论从材料学的角度还是催化学的角度来看，这项工作都令人非常的满意。”

“这是我们第一次做出类似的尝试，”她说，“但一旦我们掌握了材料的性质及其互相作用的方式，我们就可以为在不同领域中的应用设计特殊的材料，如半导体、太阳能或化学工业，或将二氧化碳转化成工业产品。在未来，我们可以极大地拓宽我们利用阳光的方式。”

该研究的合作者也来自罗格斯大学。

本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。