然而，传统的制氢方法，需要消耗巨大的常规能源，使氢能身价太高，大大限
制了氢能的推广应用。于是科学家们很快想到利用取之不尽、廉价的太阳能作为氢
能形成过程中的一次能源，使氢能开发展现出更加广阔的前景。科学家们发现了以
光催化材料为“媒介”，能利用太阳能把水裂解为燃料电池所必需的氧和氢，科学
家称这种仅用阳光和水生产出氢和氧的技术为“人类的理想技术之一”。

太阳能光催化制氢技术的原理
　　我们知道，在标准状态下把1mol水（18克）分解成氢气和氧气需要约285kJ的
能量，太阳能辐射的波长范围是200~2600nm，对应的光子能量范围是400~45kJ/mo
l。但是水对于可见光至紫外线是透明的，并不能直接吸收太阳光能。因此，想用
光裂解水就必须使用光催化材料，科学家们往水中加入一些半导体光催化材料，通
过这些物质吸收太阳光能并有效地传给水分子，使水发生光解。以二氧化碳钛半导
体光催化材料为例，当太阳光照射二氧化化钛时，其价带上的电子（e-）就会受激
发跃迁至导带，同时在价带上产生相应的空穴（h＋）,形成了电子空穴对。产生的
电子（e-）、空穴(h＋)在内部电场作用下分离并迁移到粒子表面。水在这种电子
-空穴对的作用下发生电离生成氢气和氧气。

太阳能光催化制氢技术的研究现状
　　技术研究的关键主要集成电路中在光催化材料的研究方面，光催化材料要满足
以下几个条件：（1）光催化材料裂解水效率较高；（3）光催化材料最好要可能利
用太阳所有波段中的能量。光裂解水制氢以半导体为催化材料，一般为金属氧化物
和金属硫化物，然而，目前研究者一般均选用二氧化钛作为光催化氧化的稳定性好
，但是由于二氧化钛无臭、无毒，化学稳定性好，但是由于二氧化钛的禁带宽度较
宽，只能利用太阳光中的紫外光部分，而紫外光只占太阳光总能量的4％，如何减
低光催化材料的禁带宽度，使之能利用太阳光中可见光部分（占太阳能总能量的4
3％），是太阳能裂解水制氢技术的关键。