日本科学家用纳米材料设计出一种新型催化剂，可有效催化人工模拟天然光合作用的关键步骤——利用阳光分解水，有望提高氢气生产效率、降低成本。

低成本生产氢气是实现“氢经济”的基础。理想方案之一是模拟植物光合作用的光反应阶段，借助阳光分解水。目前，人工分解水的技术往往要消耗额外能量和其他原料，或者需要能量较高的光，不能利用阳光中的可见光，因此需要投入较高成本。

日本大阪大学最近发布新闻公报说，该校研究人员将超薄的黑磷和钒酸铋材料相结合，设计出了能有效实现阳光分解水的新型催化剂。相关论文发表在新一期德国《应用化学》周刊国际版上。

黑磷是磷的一种单晶体，超薄黑磷有着优良的半导体性能，是二维材料研究领域的热点，它有很强的吸光性，能吸收可见光光谱范围内所有波长的光。钒酸铋是一种黄色的无机化合物，其光催化性能近年来受人瞩目。

研究人员说，黑磷对水的还原作用与钒酸铋对水的氧化作用相结合，可以快速运输电子，在可见光作用下把水分解成氢气和氧气，无需消耗其他原料。可见光区占太阳辐射总能量的一半左右，将其纳入利用范围可以大幅提高光催化效率。