近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室院士李燦、研究員李仁貴向國際學(xué)術(shù)界倡議，建立太陽能光催化分解水標(biāo)準(zhǔn)測試方法和效率認(rèn)證中心。該倡議聯(lián)合日本東京大學(xué)教授Kazunari Domen、澳大利亞昆士蘭大學(xué)教授王連洲、日本國立產(chǎn)業(yè)研究所教授Kazuhiro Sayama、中國科學(xué)院金屬研究所研究員劉崗等國內(nèi)外科學(xué)家，從澄清光催化基本概念出發(fā)，指出顆粒光催化劑分解水研究中現(xiàn)存的誤差來源，闡明不同效率表現(xiàn)方式的利弊，并提出了規(guī)范太陽能光催化性能的比較方法，尤其對于太陽能光催化分解水研究領(lǐng)域的兩個(gè)重要指標(biāo)——量子效率和太陽能制氫效率，提出了規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)測試方法，并建議將其作為國際重要期刊發(fā)表相關(guān)文章的依據(jù)。
太陽能光催化分解水制氫是國際科學(xué)領(lǐng)域的前沿科學(xué)課題，備受世界范圍科學(xué)家的關(guān)注，其基礎(chǔ)科學(xué)問題涉及光電轉(zhuǎn)化、光化學(xué)轉(zhuǎn)化和光生電荷動(dòng)力學(xué)等多方面，該過程一旦取得突破，將有可能從根本上變革能源和化工行業(yè)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，對緩解人類目前面臨的氣候變化、能源安全以及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等問題具有重要意義。過去幾十年內(nèi)，該領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)表了數(shù)萬篇學(xué)術(shù)論文，且發(fā)表文章數(shù)逐年呈指數(shù)增長。然而，該研究領(lǐng)域國際和國內(nèi)缺乏統(tǒng)一的效率認(rèn)證和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，造成該領(lǐng)域發(fā)表的學(xué)術(shù)論文中存在各類效率名目多、數(shù)據(jù)可比性差等問題，亟需建立規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)測試方法及效率認(rèn)證中心，以更好地規(guī)范該領(lǐng)域健康發(fā)展。
大連化物所倡議建立太陽能光催化分解水標(biāo)準(zhǔn)測試方法和效率認(rèn)證中心
太陽能光催化分解水反應(yīng)是一個(gè)涉及多電子轉(zhuǎn)移的復(fù)雜過程，受到光吸收效率、電荷分離效率和催化反應(yīng)效率等多個(gè)因素的制約影響，實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù)較難準(zhǔn)確控制，實(shí)驗(yàn)誤差較大。此外，由于測試實(shí)驗(yàn)方法的不同，造成重要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很可能存在偏差已成為該研究領(lǐng)域的普遍現(xiàn)象。縱觀其他相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，如太陽電池領(lǐng)域，已有多個(gè)國際通行的評價(jià)測試標(biāo)準(zhǔn)方法和認(rèn)證中心，其中美國可再生能源國家實(shí)驗(yàn)室（NREL）等作為認(rèn)證中心，承接對全世界的太陽電池效率的認(rèn)證測試，并每年在國際上權(quán)威發(fā)布引領(lǐng)世界太陽電池效率的結(jié)果，使不同實(shí)驗(yàn)室發(fā)表的研究數(shù)據(jù)之間具有可比性，對該領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要作用。
為了更好地推行這一倡議，文中提議由各國科學(xué)家牽頭，在各自國家試行建立效率測試和認(rèn)證中心，并在各國建立的中心之間互相校準(zhǔn)，逐步推動(dòng)國際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證，目前已初步達(dá)成在中國和日本等國家建立標(biāo)準(zhǔn)測試中心的協(xié)議。在國家自然科學(xué)基金委支持下，我國太陽能光催化領(lǐng)域第一個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)中心——“人工光合成”中心已于2020年在大連化物所獲批成立，該中心由李燦牽頭，將著手籌建中國太陽能光催化分解水標(biāo)準(zhǔn)效率測試中心。與此同時(shí)，日本科學(xué)家代表Kazunari Domen和Kazuhiro Sayama等將在東京大學(xué)以及日本國立產(chǎn)業(yè)研究所建立日本的光催化效率測試中心。這些標(biāo)準(zhǔn)效率測試中心的建立，將致力于規(guī)范太陽能光催化研究領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)表現(xiàn)方式，提升相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能，提高太陽能光催化領(lǐng)域發(fā)表文章的可信度和準(zhǔn)確性，推動(dòng)該基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域的健康可持續(xù)發(fā)展。
該倡議以“Efficiency Accreditation and Testing Protocols for Particulate Photocatalysts towards Solar Fuel Production”為題，作為Perspective文章發(fā)表在《焦耳》（Joule）上。
