国际联合研究小组提出建立用于太阳能的光催化剂的国际效率认证和测试协议

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我们社会的可持续发展至关重要。在这方面，光催化分解水作为一种经济有效的方法，将可持续的太阳能转化为有价值的化学物质，引起了人们极大的兴趣。

然而，效率对反应条件和实验装置敏感，很难比较不同研究小组的结果或为大规模实施提供可靠的指导。由于缺乏检测标准，很难对不同研究小组获得的结果进行比较，也难以为大规模实施提供可靠的指导。

近日，由中国科学院大连化学物理研究所李灿教授、李仁贵教授率领的研究团队，与东京大学多门教授、昆士兰大学王连洲教授合作，来自国家先进工业科学技术研究所的KazuhiroSayama教授和来自中国科学院金属研究所的GangLiu教授发起了建立用于太阳能燃料生产的颗粒光催化剂的国际效率认证和测试协议。

他们的观点发表在《焦耳》杂志上，有望为制定公认的测试标准和进一步推动光催化太阳能转换领域的研究进展提供有益的指导。

用于太阳能燃料生产的颗粒光催化剂的效率鉴定和测试协议

研究人员讨论了基于颗粒光催化剂的整体光催化水分解反应效率的可靠测定方案。

他们还提议建立认证研究实验室，进行效率认证，以推出“最佳研究光催化剂效率”图表。

这一举措将为建立光催化分解水的标准测试协议和提高实际应用中的太阳能-氢气转换效率提供一个重要平台。

化学中，光触媒、光催化剂（photocatalyst）指的是能够加速光化学反应的催化剂，这种现象被称为光催化（photocatalysis）。

什么是光催化剂？

常用的光触媒有磷化镓（GaP）、砷化镓（GaAs）等等。最广泛使用的是二氧化钛，它能靠光的能量来进行消毒、杀菌。由于光触媒环保又实用，光触媒的开发试验已逐渐实行，但需注意的是光触媒优点同时亦可成为缺点，因它在阳光紫外线照射达到一定强度时才产生化学作用。

光催化剂的原理

光子具有一定能量，当照射到某些物质上（如半导体），原子的电子吸收一定的能量后，便会从价带（valenceband）跃升，到导带（conductionband），而原本电子存在的地方就会出现一个带正电的电洞——也即光生电子和光生空穴。正电子与空气中的水分子结合产生具有氧化分解能力的氢氧自由基，负电子则与空气中的氧结合成活性氧，由于这种电子和空穴分别具有较强的还原性和氧化性，因此能使半导体上的物质发生氧化还原反应，从而将光能转换为化学能。这些物质被称为光催化剂。