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一直以來，氫都被視為未來能源，其能量密度是汽油的三倍，可以用于燃料電池來發(fā)電，而且以氫氣為燃料的汽車已經(jīng)在市場上銷售。當(dāng)氫氣被用于生產(chǎn)能源時，唯一生成的產(chǎn)物是純水。

然而，生產(chǎn)氫氣會產(chǎn)生二氧化碳，因為目前最常用的技術(shù)在這個過程中依賴于化石燃料：每生產(chǎn)1噸氫氣，就會排放9-12噸的二氧化碳。因此，幾十年來，世界各地的研究人員一直在尋找利用太陽能來生產(chǎn)清潔能源氫的方法，即分解水分子形成氫和氧的方法。

然而，由于水分子非常穩(wěn)定，將它們分解成氫和氧對化學(xué)家來說是一個很大的挑戰(zhàn)。為了使其成功，首先必須使用催化劑激活水，然后它才更容易反應(yīng)。

近期，德國明斯特大學(xué)的一組研究人員就在這方面取得了進(jìn)展。他們開發(fā)了一種光催化過程，其中水在溫和的反應(yīng)條件下通過三芳基膦活化，而不是像大多數(shù)其他過程那樣通過過渡金屬配合物活化。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。

該研究小組表示，新工藝在與自由基化學(xué)相關(guān)的研究領(lǐng)域打開了一扇新的大門。自由基通常是高活性的中間產(chǎn)物。該團(tuán)隊使用一種特殊的中間體（磷化氫-水自由基陽離子）作為活化水，其中氫原子來自水可以容易地分離并轉(zhuǎn)移到另一層底物上。整個反應(yīng)由光能驅(qū)動。

領(lǐng)導(dǎo)這項研究的Armido Studer教授表示，“我們的系統(tǒng)為研究使用氫原子作為合成試劑的化學(xué)過程提供了一個理想的平臺。”

研究人員使用理論方法分析了活化水絡(luò)合物，他們表示，“這種中間體中的氫氧鍵非常弱，可以將氫原子轉(zhuǎn)移到各種化合物中。在所謂的氫化反應(yīng)中，活化水的氫原子可以在非常溫和的條件下轉(zhuǎn)移到烯烴和芳烴上。”

“氫化反應(yīng)在藥物研究、農(nóng)用化學(xué)品工業(yè)和材料科學(xué)中非常重要。”他們補充道。 

原標(biāo)題：光催化制氫技術(shù)獲突破