俄勒冈州立大学的一组研究人员创造了一种突破性的材料，可以将阳光和水转化为清洁能源。
这一发现为生产氢气开辟了新的途径，氢气是一种有助于减少空气中有害气体的清洁燃料。
利用光催化剂从水中产生氢气
研究人员制作了一种特殊的物质，称为 光触媒。
这种光催化剂可以利用阳光分解水分子，快速有效地生成氢气。氢气是一种清洁燃料，可以为汽车提供动力，并有助于制造肥料和塑料等许多有用的东西。
通常，我们从天然气中获取氢气，这对环境不利。这种制氢新方法可能更加清洁。
该团队在俄勒冈州立大学科学学院的 Kyriakos Stylianou 的指导下共同工作。他们使用一种称为金属有机骨架 (MOF) 的特殊材料来制造光催化剂。MOF 是由金属离子和有机分子组成的微小结构。
它们的孔非常小，可以采用不同的方式设计以完成不同的工作。
在此 案件研究人员利用 MOF 制作出一种称为金属氧化物异质结的东西。这是两种材料的混合物，它们可以很好地协同工作。他们将自己的发明命名为 RTTA。
水分解魔法是怎样发生的？
RTTA光触媒主要由两部分组成： 氧化钌和氧化钛。
研究人员在氧化钛中添加了少量的硫和氮，使其发挥更好的作用。当阳光照射到RTTA上时，它可以非常迅速地将水分子分解成氢和氧。
研究团队测试了不同版本的 RTTA，其中氧化钌和氧化钛的含量不同。他们发现，名为 RTTA-1 的版本效果最好。这个版本的氧化钌含量最少。
RTTA-1 可以快速产生大量氢气。仅一小时，一克 RTTA-1 就产生了超过 10,700 微摩尔的氢气。数量非常大！它还能很好地利用光。
每 100 个轻粒子（称为光子）撞击 RTTA-1，其中 10 个有助于生成氢。这被称为 10% 的量子产率，对于此类过程来说，这个数字非常可观。
它为何效果这么好？
研究人员认为 RTTA-1 之所以如此有效，是因为它 不同部分协同工作。
金属氧化物具有帮助电子移动的特殊性质。来自原始 MOF 的材料表面也有助于此。当所有这些因素共同作用时，氢气的产生就会非常快速和顺利。
这项研究表明，使用 MOF 衍生的金属氧化物异质结作为光催化剂可能是在现实世界中制造氢气的好方法。这是朝着以不损害环境的方式制造清洁能源迈出的重要一步。
一种更清洁的氢气生产方法
目前，大多数氢气都是通过天然气生产的，这个过程称为 甲烷蒸汽重整。这个过程会释放二氧化碳，对环境有害。新的光催化剂方法更清洁，因为它只使用水和阳光。
有些人已经利用电和水来制造氢气，这被称为电催化。但为了对环境有利，电力需要来自风能或太阳能等可再生能源。它还需要价格低廉，才能与传统的制氢方式竞争。
首席研究员斯蒂利亚诺表示，水是氢的重要来源，因为水的储量非常丰富。利用阳光将水分解成氢是利用太阳能的一种方法，地球上的太阳能非常丰富。
一个可能的问题是，光催化剂中使用的材料之一氧化钌价格昂贵。然而，Stylianou 指出，他们在光催化剂中只使用了非常少量的氧化钌。如果催化剂在实际应用中效果良好且使用寿命长，那么少量昂贵的材料就变得不那么重要了。
这种新型光催化剂是清洁能源领域的一项令人振奋的进展。它表明我们可以找到新方法来制造我们所需的燃料而不会损害环境。随着研究的继续，我们可能会看到更多进展，使清洁氢气生产变得更好、更便宜。
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