新華社北京10月12日電（記者張泉、王瑩）太陽光是一種豐(feng) 富的可再生能源，通過和光催化劑發生作用，可以催化分解水產(chan) 生氫氣，以及還原二氧化碳產(chan) 生太陽燃料（太陽能、水和含碳化合物轉化的燃料）。我國科學家近期“拍攝”到光催化劑光生電荷轉移演化全時空圖像，為(wei) 突破太陽能光催化反應瓶頸、更加高效利用太陽能提供了新的認識和研究策略。

記者從(cong) 中國科學院獲悉，該研究由中科院大連化物所李燦院士、範峰滔研究員等完成，相關(guan) 成果12日在國際學術期刊《自然》在線發表。

單個(ge) 光催化粒子從(cong) 飛秒（千萬(wan) 億(yi) 分之一秒）到秒光生電荷分離過程的全時空域原位動態圖像。（中科院大連化物所供圖）

由於(yu) 太陽能光催化反應在清潔能源生產(chan) 中的巨大應用潛力，國內(nei) 外科學家多年來在該領域開展了大量研究。然而，光激發產(chan) 生的電荷是如何分離、轉移和參與(yu) 化學反應的？長期以來，這一關(guan) 鍵過程的基礎科學問題並不明晰。

“光催化過程中，光生電子和空穴需要從(cong) 微納米顆粒內(nei) 部分離，並轉移到催化劑的表麵，從(cong) 而啟動化學反應。”範峰滔介紹，由於(yu) 這一過程跨越從(cong) 飛秒到秒、從(cong) 原子到微米的複雜時空尺度，揭開這一過程的微觀機製極具挑戰性。

此項研究中，科研人員綜合集成多種可在時空尺度銜接的技術，對光催化劑納米顆粒的光生電荷轉移進行全時空探測，首次在一個(ge) 光催化劑顆粒中跟蹤了電子和空穴到表麵反應中心的整個(ge) 機製。他們(men) 還明確了電荷分離機製與(yu) 光催化分解水效率之間的本質關(guan) 聯。

“時空追蹤電荷轉移的能力將極大促進對能源轉換過程中複雜機製的認識，為(wei) 理性設計性能更優(you) 的光催化劑提供了新的思路和研究方法。”李燦說，該成果有望促進太陽能光催化分解水製取太陽燃料在實際生活中的應用，提供更多清潔、綠色的能源。（來源：新華社）