元素百科介绍南开大学可见光分解水催化材料的设计规则。最近，南开大学周震教授和团队计算发现了可见光分解水催化材料的设计规则，并在使用可见光分解水催化材料的研发方面取得了突破。本研究对利用太阳能分解水产生效率、应对能源危机和环境污染具有重要的应用前景。
什么是光解水？
光解水是指在阳光下将水分解成氢气和氧气，是利用太阳能的有效方法。其中，光解水催化剂起着至关重要的作用。现有的光解水催化剂通常活跃在紫外线区域，紫外线只占太阳总能量的4%，太阳能的大部分能量位于可见光区域。因此，开发可见光分解水催化剂可以大大提高太阳能的利用效率。
光解催化剂设计规律
二维层状材料是光解水催化剂的理想材料。通过理论计算，周震带领团队研究了各种层状钙钛矿材料，找到了如何有效吸收可见光和分解水的催化剂的设计规律。利用这一规律，研究设计了Ca5V4O15二维材料，这是一种潜在的可见光活性光解水催化剂，相关结果发表在纳米能源上。此外，在该规则的指导下，该团队还发现，层状金属磷硫化合物和金属磷硒化合物也预计将被用作可见光分解水催化剂。该团队筛选出MnPSE3在可见光区域具有较强的吸收峰值。此外，研究结果表明，Mnpse3能在酸性和中性环境中分解水，产生氢气和氧气。以上结果为可见光分解水二维催化材料的设计指明了努力方向。相关研究成果发表在《尖端科学》上，三次进入月度原创论文下载排行榜前十。
