能量轉(zhuǎn)換的主要挑戰(zhàn)之一是，即使在沒(méi)有陽(yáng)光的情況下，也要提供能源。在陽(yáng)光的幫助下，通過(guò)分解水來(lái)生產(chǎn)氫氣可以提供一個(gè)解決方案。

氫氣是一種很好的儲(chǔ)能介質(zhì)，可用于許多方面。然而，水并不簡(jiǎn)單地自行分解。它需要催化劑，例如稀有而昂貴的鉑。全世界的研究團(tuán)隊(duì)都在尋找更經(jīng)濟(jì)的替代品。目前，由來(lái)自HZB的Tristan Petit博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，以及來(lái)自天津大學(xué)的張斌教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，利用一種著名的無(wú)金屬光催化劑，取得了重要進(jìn)展。大孔納米層張斌和他的團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)研究聚合氮化碳（PCN）的合成，它被認(rèn)為是一種很好的氫氣生產(chǎn)催化劑的候選者。PCN分子形成了一種結(jié)構(gòu)，可以將其比作一層薄薄的絲面面團(tuán)：這種材料的薄片互相緊緊地疊在一起。

中國(guó)的化學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)成功地通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的兩步熱處理將各個(gè)單張紙分開(kāi)——就像酥皮在烤箱里分解成一個(gè)個(gè)不同的脆皮層一樣。熱處理產(chǎn)生的樣品由具有不同功能的不同氨基的大孔徑納米層組成。在BESSY II中對(duì)氨基和氧合組進(jìn)行了分析Petit和他的團(tuán)隊(duì)調(diào)查了BESSY II的一系列PCN樣本。

“我們能夠確定哪些氨基和含氧基團(tuán)沉積在毛孔中。”博士生Jian Ren解釋說(shuō)。他們可以分析特定的胺基如何吸引電子到他們自己身上，這對(duì)水的分解特別有利，以及新的氧基缺陷是如何形成的。效率提高了11倍當(dāng)以鎳為催化劑時(shí)，納米結(jié)構(gòu)的PCN樣品在可見(jiàn)光照射下的破紀(jì)錄效率是普通PCN的11倍。BESSY II的光催化過(guò)程被分解“這表明PCN是一種很有趣的催化劑，可以促進(jìn)太陽(yáng)能和氫氣的生產(chǎn)，接近無(wú)機(jī)催化劑的效率。”大眾基金會(huì)的Freigeist研究員Petit解釋說(shuō)。“此外，這項(xiàng)研究還表明，軟x射線(xiàn)光譜是揭示光催化劑上可能的催化活性位點(diǎn)的重要工具。”