研究人员彻底重新设计了催化剂的纳米结构实盘配资门户网，这是实现性能大幅提升的关键。
科学家们在利用阳光、水和二氧化碳生产清洁燃料方面，打破了之前的效率纪录。
东京科学研究所和广岛大学的研究人员开发出一种新颖的合成方法，将一种光催化剂的活性提高了近60倍。
他们的新材料在制取氢气（H₂）方面实现了约15%的创纪录高量子效率，并且在将二氧化碳（CO₂）转化为液体燃料甲酸方面也达到了10%的优异效率。
制造高孔隙率颗粒
这一进展应对了全球性的挑战：利用阳光创造可持续能源，而不仅仅是发电。该团队专注于一类名为铅基卤氧化物（Pb₂Ti₂O₅.₄F₁.₂ 或 PTOF）的材料，这类材料因其能吸收可见光并能抵抗恶劣化学条件而备受青睐。
研究人员在一项新研究中表示：“卤氧化物是用于水分解和二氧化碳转化的很有前景的可见光光催化剂；然而，报道中很少见到对这些反应表现出高活性的卤氧化物。”
展开剩余61%实现这一巨大性能提升的关键在于对催化剂在纳米尺度上的结构进行了彻底的重新设计。新方法制造出的颗粒具有高度多孔性，表面积约为每克40平方米（~40 m²g⁻¹），与传统方法制造的颗粒仅2.5 m²g⁻¹的表面积形成鲜明对比。
该研究的共同负责人前田和彦教授指出：“这项研究强调了控制卤氧化物形态以释放其作为光催化剂全部潜力的重要性。”
制造超小PTOF颗粒
该团队研究的独特之处在于采用了一种低温、微波辅助的合成工艺。
通过用精心挑选的水溶性钛络合物替代传统的钛源（TiCl₄），他们成功制造出小于100纳米的PTOF颗粒。
这种尺寸缩小至关重要，因为它缩短了光激发载流子（光生电荷）需要移动到颗粒表面以进行化学反应的距离。
通常，将颗粒做小可能会引入损害性能的结构缺陷。
然而，该团队采用的温和、环保的方法避免了这一缺陷。他们发现的一个有趣现象是：尽管新型纳米颗粒中的载流子迁移率较低，但载流子所需移动的距离显著缩短，其带来的益处远远弥补了迁移率低的不足。
这意味着更少的载流子在移动过程中因复合而损失，从而大大增加了它们参与燃料生成反应的可能性。
应对全球能源挑战
前田总结道：“本研究建立的合成方法，利用环境友好的工艺，使卤氧化物光催化剂在制取H₂和转化CO₂为甲酸方面实现了世界领先的光催化性能。这些发现预计将极大地推动有助于应对全球能源挑战的创新材料的开发。”
另讯： 中国研究人员开发出一种方法，在铜锌锡硫化物（CZTS或Cu₂ZnSnS₄）光阴极中实现了最高的太阳能-氢能转换效率。
通过采用一种简便且多功能的先驱体晶种层工程（PSLE）技术，研究人员打破了地球上储量丰富的Cu₂ZnSnS₄（CZTS）光阴极的性能上限，实现了创纪录的9.91%的半电池太阳能-氢能（HC-STH）转换效率。
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