日本神戶大學於日前發表，成功地開發了一項在以氧化鐵(α-Fe2O3)的光觸媒作用進行太陽光與水製造氫氣之際，能夠飛躍性地提高製氫效率的構造控制技術，可將價格便宜且穩定、廣泛吸收可視光的氧化鐵的轉換效率從理論極限值(16%)提高至42%。
目前利用太陽光與光觸媒製氫的轉換效率停留在數%程度，而造成光觸媒反應效率降低的主要原因在於光照射生成的電子與電洞與水等基質分子反應前即已再結合。神戶大學則是將光觸媒的超微粒子予以定向，合成出3次元構造、5nm程度的氧化鐵(α-Fe2O3)中結晶(Meso Crystal)，並將中結晶集積、燒結於透明電極基板上，進而成功開發出具有優異導電性與水分解性能之中結晶光觸媒電極。
研究團隊在電極的中結晶表面覆著促進觸媒反應的物質，並於鹼性水溶液中以擬太陽光照射之後，1.23V的電壓之下，確認以5.5mAcm-2的光電流密度展開水分解反應。而此成果是氧化鐵的世界最高性能，且經過100小時反覆實驗，仍能維持穩定動作。
高效率化的關鍵在於構成中結晶的微粒子大小，小至5nm將可增加粒子之間的接觸面積，燒結時生成的氧氣空孔的數量也大幅增加。因此電子密度有了飛躍性的提升，大幅提高了中結晶的導電性。
此外，除了氧化鐵之外，新技術亦可望適用於其他金屬氧化物。今後研究團隊將透過產學合作進一步提高氧化鐵中結晶光觸媒電極的高效率化，著手導入太陽能製氫系統，並推動在人工光合作用等各種反應類的應用。