研究人员开发光催化纳米纤维 可用于高效制氢

据外媒报道，由英国、加拿大和中国的研究人员组成的团队，开发出一种光催化纳米纤维，可用于高效生产氢气。

为了应对日益严重的气候问题，科学家们尝试用氢气代替化石燃料，以驱动车辆和机器。目前氢气在很多领域均有应用，但由于生产成本和储存等问题，尚未普及。在这项新研究中，研究人员重点克服成本问题。他们模仿大自然，开发了一种人工光合作用系统，利用太阳能和水制造氢气。

在此项工作中，研究人员首先指出，利用牺牲还原剂(sacrificial reductant)分解水，只进行导电部分的还原半反应，就可以更容易地生产氢气。另外，之前在制造此类系统时，遇到过量子产率低、稳定性差和催化剂周转率低等问题。为了解决这些问题，该团队开发了一种自组装纳米纤维系统。

该系统使用嵌段共聚物和可结晶的成核嵌段，以及含有光敏剂或钴催化剂的成壳嵌段。在所建立的自组装系统中，材料可以长成稳定的纳米纤维，其中催化剂部分和光敏剂紧密相连。通过以梯度方式分布这些材料，纳米纤维可以被制成类似于瓶刷的结构(长度为95-3528nm)，而不需要内藏导线。然后，可以使用这种结构，利用太阳光将水转化为氢气。