东京工业大学副教授前田和彦、研究生田中秀幸和冈崎Megumi（日本学术振兴会特别研究员）等发现，由二氧化钛和氢氧化钴构成的复合材料可作为光电极用于可见光分解水。
将能吸收紫外光并光解水的二氧化钛，与作为氧化水的极佳催化剂的氢氧化钴相结合，电子从氢氧化钴向二氧化钛迁移时，会发生可见光吸收现象，将该现象用于水的光氧化，最终实现可见光分解水。该技术除了分解水制氢，还有望应用于二氧化碳的光还原。
前田副教授等人发现，在透明导电性玻璃上层积二氧化钛薄膜，再在其上沉积氢氧化钴形成电极，便可作为照射可见光时分解水的新型光电极（图1）。二氧化钛和氢氧化钴的单体则无法实现相同的功能。
研究团队利用二氧化钛和氢氧化钴等常见物质，首次实现了以前难以实现的可见光分解水。这种复合光电极能以简单、低成本的方法制备。
图1：利用由二氧化钛和氢氧化钴构成的复合材料，在可见光照射的条件下进行光电化学水分解。二氧化钛的带隙（导带与价带的能差）较大，因此无法吸收400nm以上的可见光，但从氢氧化钴向二氧化钛发生电子迁移后，可广泛利用可见光。
业界此前为开发可见光分解水的光电极付出了巨大努力，比如探索新材料和提高既有物质的性能等。此次发现，有望开发出只需通过简单的材料组合即可将太阳能转换成化学能源的功能材料。
论文信息
论文题目：Water Oxidation through Interfacial Electron Transfer by Visible Light Using Cobalt-Modified Rutile Titania Thin Film Photoanode
期刊：《ACS Applied Materials & Interfaces》
DOI：10.1021/acsami.9b20793
文：JST客观日本编辑部编译
