太阳能转化为氢能：无金属光催化剂的效率提高了11倍

能量转换的主要挑战之一是，即使在没有阳光的情况下，也要提供能源。在阳光的帮助下，通过分解水来生产氢气可以提供一个解决方案。

氢气是一种很好的储能介质，可用于许多方面。然而，水并不简单地自行分解。它需要催化剂，例如稀有而昂贵的铂。全世界的研究团队都在寻找更经济的替代品。目前，由来自HZB的Tristan Petit博士带领的团队，以及来自天津大学的张斌教授领导的团队，利用一种著名的无金属光催化剂，取得了重要进展。大孔纳米层张斌和他的团队专门研究聚合氮化碳（PCN）的合成，它被认为是一种很好的氢气生产催化剂的候选者。PCN分子形成了一种结构，可以将其比作一层薄薄的丝面面团：这种材料的薄片互相紧紧地叠在一起。

中国的化学家们现在已经成功地通过相对简单的两步热处理将各个单张纸分开——就像酥皮在烤箱里分解成一个个不同的脆皮层一样。热处理产生的样品由具有不同功能的不同氨基的大孔径纳米层组成。在BESSY II中对氨基和氧合组进行了分析Petit和他的团队调查了BESSY II的一系列PCN样本。

“我们能够确定哪些氨基和含氧基团沉积在毛孔中。”博士生Jian Ren解释说。他们可以分析特定的胺基如何吸引电子到他们自己身上，这对水的分解特别有利，以及新的氧基缺陷是如何形成的。效率提高了11倍当以镍为催化剂时，纳米结构的PCN样品在可见光照射下的破纪录效率是普通PCN的11倍。BESSY II的光催化过程被分解“这表明PCN是一种很有趣的催化剂，可以促进太阳能和氢气的生产，接近无机催化剂的效率。”大众基金会的Freigeist研究员Petit解释说。“此外，这项研究还表明，软x射线光谱是揭示光催化剂上可能的催化活性位点的重要工具。”