在全球能源转型的浪潮中，氢气作为清洁能源的重要载体，正受到越来越多的关注。然而，传统氢气生产方式中，铂金作为关键助催化剂的使用，成为制约其大规模、可持续生产的瓶颈。近日，瑞典查尔姆斯理工大学的研究团队取得突破性进展，成功开发出一种无需铂金的高效光催化制氢新方法，为氢气产业的绿色发展开辟了新路径。
研究团队负责人王二刚教授介绍，铂金不仅储量有限、开采成本高昂，且其生产过程对环境和人类健康构成潜在威胁。铂金资源分布不均，主要集中于南非和俄罗斯等少数国家，这进一步加剧了供应链的不稳定性。因此，寻找铂金的替代品，成为氢气生产领域亟待解决的难题。
查尔姆斯理工大学的研究人员将目光投向了导电塑料——一种名为共轭聚合物的材料。这种材料具有优异的光吸收能力，但与水的相容性较差。为了克服这一挑战，研究团队通过先进的材料设计技术，在分子水平上调整了材料的特性，显著增强了其亲水性。同时，他们还开发了一种将塑料制成纳米颗粒的方法，这些纳米颗粒内部聚合物链更加松散、亲水，能够更有效地与水相互作用，促进光转氢反应的进行。
在实验室中，研究人员将微小的导电塑料颗粒浸入水中，并利用阳光作为能量源。肉眼可见，氢气气泡在反应器中迅速形成，这标志着光催化反应正在高效进行。亚历山大·霍姆斯研究员表示，通过对导电塑料颗粒的精心设计，他们成功实现了无需铂金的高效、可持续制氢，不仅成本大幅降低，性能甚至可能超越传统的铂基系统。
目前，研究团队在实验中使用了维生素C作为牺牲抗氧化剂，以提供电子防止反应停滞，从而实现较高的产氢速率。然而，王二刚教授指出，要实现真正可持续的太阳能制氢，目标是在仅有阳光和水输入的情况下，将水分子同时分解为氢气和氧气。为此，研究团队正在探索无需任何添加剂实现整体水分解的材料和策略。
这一突破性进展不仅为氢气生产提供了新的思路，也为全球能源结构的优化和可持续发展做出了重要贡献。随着研究的深入和技术的不断完善，无需铂金的高效光催化制氢方法有望在未来得到广泛应用，推动氢气产业迈向更加绿色、低碳的未来。
