来天艺，王纪康，李天，白莎，郝晓杰，赵宇飞，段雪

（北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室，北京100029）

引 言

随着世界经济的发展与化石能源的日益枯竭，发展清洁可再生能源已成为一项迫切的任务。氢能具有储量丰富、清洁高效、可再生等诸多优势，被普遍认为是21 世纪最具有长远发展前景的无污染绿色清洁能源之一。目前已经在发电、交通以及工业加氢催化等领域得到广泛应用，受到政府、科技界和产业界的密切关注，并已纳入我国能源发展规划，预计在2050年氢气的利用将达到5.39亿吨。目前氢气制备主要通过化石能源重整，即通过水煤气变换过程制氢(CO +H2O= ===== CO2+H2)，然而该方法在制备过程中存在化石能源大量消耗和CO2等温室气体大量排放等问题，易对环境造成大规模污染。同时，该合成方式生产成本相对较高，依然需要大量的化石能源消耗，因而未能从根本上达到节约能源的目的，且所得氢气产物通常含有难以去除的CO等杂质，使得该方法有待进一步优化提高[1]。自然界中水资源储量丰富，因而通过光/电催化分解水制氢被认为是有望替代化石能源制氢的一种优越的制备方法，也是目前制氢的唯一清洁、可持续发展的终极制氢路线。通过合理选择调控催化剂材料结构及制备合适的电极材料，再通过光电作用催化分解水过程可制备得到高纯度氢气，不仅节约化石能源，还可实现CO2等温室气体的零排放，真正实现能源可再生，从根本上解决世界能源问题[2]。……