用太阳光分化水制氢，为人类供给清洁燃料，一向被视为化学的“圣杯”。水分化是吸热反响，传统理论要求光催化剂吸收的单个光子能量至少要大于反响吸热，因此占太阳光能量近一半的红外光由于单个光子能量太低，无法被吸收来分化水制氢。
杨金龙研讨组提出自身具有电偶极矩的二维纳米催化剂，可打破传统理论对催化剂吸收单个光子能量的约束，用红外光也能够分化水发生氢气。这种催化剂内存在的偶极会发生内电场，吸附在催化剂两个外表上的水分子会感遭到不同的静电环境，然后导致两个外表上水发生氧化复原的条件变得不再相同。假如氧化和复原别离发生在不同的外表，催化剂遭到的最小单光子能量的约束准则大将不再存在。在这一新的光解水机制中，不只紫外光和可见光，红外光也能够用来促进水分化发生氢气。别的，这种催化剂的光激起是一个电荷转移进程，电子和空穴别离发生在两个不同的外表，催化剂固有偶极电场有用促进了光照发生的电子和空穴的空间别离，并做功协助水分化发生氢气。根据这一机制，他们规划了一种双层氮化硼纳米系统，其两个外表别离用氢和氟润饰。
根据这一技能，能够经过高效光解水制氢在燃料电池轿车方面取得使用。准则上，经过太阳能、电能、化学能等能量方式的彼此转化，这一研讨中提出的原理也能够广泛用在其他新能源技能中。（记者吴长锋 通讯员曾皓）
