氢因具有放热效率高、清洁及可再生等特点，被视为21世纪最理想的清洁能源。通常氢气主要由化石原料，如煤、石油、天然气等制备，但在这制备过程中不仅会消耗大量的能量，而且会产生大量的二氧化碳的排放，与可持续发展理念相悖。而利用太阳能在光催化剂的条件下分解水制氢则是一种可持续的、能够缓解能源紧缺现状的一种理想方案，太阳能取之不尽、用之不竭，而且制备过程中也不会产生二氧化碳的排放。
氢能源体系光催化分解水产氢示意图
来源：分子催化
光催化分解水的关键在于催化剂材料的选择。作为光催化剂的半导体材料，应具备能在可见光照射时发生电子从价带到导带跃迁的特性。半导体宽带越大，电子跃迁所需要的光波长越短。目前常见的半导体光催化剂是TiO2,其禁带宽度为3.2eV,只有波长小于390nm的光才能引起电子的跃迁，而可见光的波长在400~800nm的区间里，因此TiO2无法利用可见光进行催化分解水。从太阳光的利用效率看，半导体的带隙应尽可能的小，通常要小于3.0eV。同时考虑到氢质子还原形成氢气所需要的电势为0V（标准氢电极，NHE），而水分子氧化形成氧气所需要的电势为+1.23V，以及电极过电位和半导体能带弯曲所带来的影响，半导体催化剂的最小禁带宽度约为1.8eV。
半导体光催化剂的全分解水原理
良好的光解水催化剂应具备以下条件：
合适的禁带宽度，一般在1.8~3.0eV之间
带边势要符合水分解的要求
良好的稳定性，在分解水的过程中不会发生光化学腐蚀
SiC具有化学性质稳定、价廉、无毒、无污染等特性，禁带宽度在2.4eV~3.3eV之间，且边势符合水分解的要求，是一种极具应用潜力的光分解水制氢催化剂材料，目前SiC光解水制氢的研究仍处于起步阶段，值得非常深入的研究。
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