美國奧勒岡州立大學(OSU)開發了一項可利用陽光與水高效率生產氫氣之光觸媒,可望利用於汽車燃料電池或包括氨等多種化學品、金屬、塑膠的製造等用途。新開發的光觸媒具有金屬有機框架(MOF)的奈米級多孔質結構,採用了氧化釕與氧化鈦兩種具有互補特性的材料,照射太陽光後,可以有效率地將水分解成氫氣。
研究團隊對於多種不同氧化物含量的觸媒性能進行了評估,發現氧化釕含量最少之觸媒產生的氫氣最多,僅1小時每公克可產生10,700 µmol的氫氣。由於MOF結構與金屬氧化物性質之間的相乘效果,光產氫的量子效率達到10%。
相較於以天然氣合成的一般製氫法,利用新光觸媒製氫的實用化可以減少二氧化碳排放,將能有助於永續能源的發展。然而價格對於永續能源在市場上的競爭力非常重要,但目前光觸媒製氫的價格仍是一般製氫法的數倍。
研究團隊表示,水是氫的豐富來源,光觸媒則提供了利用地球豐富的太陽能生產氫的方法。雖然氧化釕是一種昂貴的金屬,但新觸媒中的用量很少,且新觸媒若能在產業應用中表現出良好的穩定性與再現性,少量氧化釕的成本將不再是問題。