UPC和加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所(ICN2)的一个团队设计了一种高效稳定的光催化剂，能够直接利用阳光产生氢。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

　　氢对于能源转型至关重要，只要它是由可再生能源(绿色氢)生产的。人们早就知道，某些半导体中的电子在阳光照射下可以参与化学反应。

　　二氧化钛就是这种情况，它是一种廉价且无害的材料，被广泛用作油漆、塑料、纸张、油墨和化妆品中的白色颜料。二氧化钛中受激发的电子能够从水和有机化合物中的质子中产生氢。然而，氢气的产量非常低，因为电子倾向于放松而不是反应，所以从实用的角度来看，这个过程的效率太低了。

　　这一限制可以通过将二氧化钛与金属纳米颗粒接触来克服，金属纳米颗粒充当电子过滤器，延长处于激发态的电子的寿命，使它们能够反应并产生氢。这使我们的产量提高了数百倍。

　　这项研究是向可持续制氢迈出的一步。该研究由Ramón y Cajal研究员Lluís Soler和来自加泰罗尼亚政治大学-巴塞罗那科技大学(UPC)化学工程系和能源技术研究所ENCORE-NEMEN研究小组的Jordi Llorca教授领导。它们也是氢研究特定中心(CER-H2)的一部分。

　　利用机械化学过程，研究人员将金属团簇沉积在不同形态的二氧化钛纳米颗粒上，并发现二氧化钛不同的暴露晶面在制氢中也起着关键作用。光催化剂的稳定性和半导体与金属纳米颗粒之间电子转移的强度都与半导体的暴露面密切相关，这是原子迁移和聚集的原因。

　　结果很明显。当铂簇沉积在八面体二氧化钛纳米颗粒上时，得到的光催化剂可以产生更多的氢，更重要的是，它比任何其他组合都要稳定得多。这项研究是如何将纳米技术应用于设计能源领域新设备的一个显著例子。

　　为了理解这些结果，Ramón y Cajal的UPC物理系研究员Claudio Cazorla进行了量子力学计算来研究光催化剂的电子结构，并将其与UPC多尺度科学与工程研究中心获得的x射线光电子能谱结果进行了比较。该中心位于Diagonal-Besòs校园内，研究人员也在巴塞罗那东工程学院(EEBE)任教。

　　这项研究的结果将有助于设计新的催化剂，以高效和可持续地生产绿色氢。UPC在氢研究特定中心的工作已经在进行中，将这些结果付诸实践。