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纯TiO2以及不同金属单原子负载TiO2的产氢率 ， 图中数据显示 ， 铜的产氢率最高 。

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不同铜原子含量下5小时的产氢量 ， 从图表中可以看出 ， 当铜原子含量是1.5%时产氢量最高 。
柳清菊团队的研究还发现 ， 改良后的二氧化钛催化剂活性稳定 ， 具有超长的光催化稳定性 ， 历经几百个小时的催化分解反应 ， 催化剂的量几乎没有衰减 。 而常规条件下 ， 即使经历长时间的存放 ， 依然能保持和新制备样品的同样产氢性能 。 这对于降低制氢成本 ， 简化生产工艺 ， 免除昂贵的设备等有着重要的意义 。

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不同存放时长的改良后TiO2产氢的循环稳定性和长期稳定性 。 最后一根曲线是显示存放380天后的性能 。
那么 ， 问题来了 ， 柳清菊团队的重大发现 ， 会让光分解制氢走向大规模的工业应用吗？答案是否定的 ， 这个发现还没有克服第3个难题：光催化剂只有在紫外线照射之下才会实现“水变氢” 。
迄今为止 ， 现有光解水催化剂通常在紫外区才有活性 ， 在波长400nm以上的可见光范围内 ， 它的转化效率又迅速下降到10%以下 。 由于地球上空存在臭氧层 ， 太阳紫外线的大部分都被挡在了外太空 ， 到达地球表面的只有大约4% 。 太阳光的能量主要集中于可见和红外光区 。 其中可见光占比约为43% ， 红外光占比为53% 。 因此 ， 如果能研发出可见光甚至是红外光响应的催化剂 ， 我们的好日子才会到来 。

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尽管如此 ， 柳清菊团队的发现克服了光催化剂之中三大难题中的两个难题 ， 从这个意义上说 ， 这个发现仍然是划时代的 。 《自然-通讯》杂志的审稿人说 ， 这个发现创造了新的世界纪录 。 我们有理由相信 ， 在科学家们的持续努力下 ， 终有一天 ， 我们汽车中所加的燃料 ， 不再是燃油 ， 而会是氢 ， 甚至是水 ， 希望这一天尽快到来 ， 因为我们的星球可能已经不起化石燃料的折腾了 。

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第一作者：张裕敏 ， 赵建红 ， 王惠 ， 肖斌（以上为柳清菊团队）
通讯作者：柳清菊 ， 黄荣（华东师范大学教授） ， 唐军旺（英国伦敦大学教授）
通讯单位：云南大学材料与能源学院 ， UniversityCollegeLondon
论文DOI：10.1038/s41467-021-27698-3.

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