氫氣是可持續發展的一種綠色能源，但是地球上大部份的氫都被「鎖」在水分子中，難以被利用。為從水中分解出氫氣，科學家歷年來均努力，以同是可再生能源的太陽能，驅動「光催化劑」直接分解水來製氫，但是效率低、成本較高。
不過，香港大學-中國科學院新材料聯合實驗室、香港大學化學系郭正曉教授和裴達偉（David Lee PHILLIPS）教授的團隊，發現一種新的「催化劑原位質子化」的概念，可以增強催化劑的光動力學和載流子分離效率，研究成果已刊登在國際著名科學期刊《能源與環境科學》（Energy & Environmental Science）。
新概念增強光催化效率製氫
以往要研究增強太陽能催化劑製氫的功能，主要是從幾方面著手，包括提高材料的電荷分離效率、轉移速率和太陽能利用率。但是太陽能的轉換效率，往往受不同因素打折扣，例如複雜的多電子轉移、質子偶聯和中間體動力學過程。
港大團隊今次發現的方法，是引入新的概念，提高光催化的整體催化效率。團隊引入間隙磷原子摻雜及其「原位質子化」概念，改善「多孔氮化碳」（g-C3-xN4）的光動力學和電荷分離效率，進而提高其整體催化效率，實現高效的光解水製氫。
「原位質子化」概念，是指出在光解水過程中，水分子的特殊作用。在這個概念下，水分子展現特殊的調節催化劑能級結構的作用，而不僅僅是溶劑或反應物。
郭正曉形容，上述發現能為未來設計出高效的太陽能轉化體系，開闢了新的思路。@
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