就在这个4月8日，中国科学院金属研究所的刘岗团队公布了一个重大突破。他们研发了一种能极大提高光解水制氢效率的“神奇配方”，这个消息被中新网记者孙自法记录下来。早在1972年，人们就发现了这种绿色低碳的技术，不过它要想真正落地，最大的难题就是低成本、高效率和大规模生产。中科院金属研究所实验室里的刘岗团队终于给出了答案。他们在原子层面改造了半导体材料，直接把新型二氧化钛颗粒投进水里晒太阳。结果显示，光生电荷分离效率提升了200多倍，对360纳米紫外光的量子利用率突破了30%。在模拟太阳光下，这种材料产氢量比普通二氧化钛高15倍。刘岗说，按这个强度做一块1平方米的板，每天能产约10升氢气。这项成果论文已经发表在《美国化学会会刊》上。早在150年前，法国的凡尔纳就预言过水能变成燃料。虽然人们一直在努力实现这个梦想，但传统二氧化钛材料有个大问题：它内部就像个迷宫，电子和空穴乱跑，而且高温制备时氧原子会跑掉形成陷阱。刘岗团队发现了“邻居”钪元素能救场。这个稀土元素的离子半径跟钛差不多，能完美嵌进去不破坏结构；它的+3价态能中和电荷失衡；表面还能重构晶面结构。研究团队给二氧化钛掺进了5%的钪，做成了表面有两种晶面的材料。这两个晶面就像高速公路一样：一个专门收集电子，一个负责接收空穴。它们之间的电场强度很大，像个立交桥一样帮助电荷快速跑出来。这次研究让量子利用率达到了30%，比之前已知材料高了很多。虽然现在只能利用紫外光，但未来团队打算继续优化，争取在可见光下也能高效分解水。中国在二氧化钛产能上占了全球50%以上，稀土钪储量也很丰富。一旦这种技术成熟了，中国完全有能力进行产业化应用。随着能源结构升级的需求越来越迫切，这种技术有望为实现“双碳”目标提供新的动力。