日本新能源產業技術總合開發機構(NEDO)於日前發表，與信州大學、山口大學、東京大學、人工光合成化學製程技術研究組合(ARPChem)、產業技術總合研究所(AIST)共同開發了一項粉末狀半導體光觸媒，可以接近100%的量子產率(Quantum Yield)將水分解成氫與氧。
為了達到太陽能製氫的實用化，須先提高太陽能轉換效率，以進一步達到大幅降低製造成本之目的。因此在光觸媒的水分解方面，須包含擴大光譜反應範圍、提高各波長之下的量子產率等2項要素。另一方面，半導體光觸媒將水分解成氫與氧屬於可逆的光化學反應，發生再結合或逆反應的機會多，因此反應效率無法提升，量子產率大多在10%以下，50%以上的例子僅有數例。
在此次的開發中，研究團隊透過利用氧化物光觸媒SrTiO3(Al摻雜)的Flux method控制了粒子形狀，並在粒子特定的結晶表面選擇性地導入產氫輔觸媒(Rh/Cr2O3)與產氧輔觸媒(CoOOH)，此構造幾乎完全抑制了由太陽光激發之電子與電洞的再結合，而吸收的光則可全部利用於水分解反應。
由於此次利用的光觸媒SrTiO3能隙大，僅能吸收紫外光，因此今後若能應用可吸收能隙較小之可視光的光觸媒的化，將可更進一步提高量子產率。利用新開發的手法應用於光觸媒開發，將可望有助於提高太陽能轉換效率，NEDO也將持續進行光能轉換效率的提高，期早日達到人工光合作用技術的實用化。