由新加坡国立大学设计与工程学院(NUS CDE)材料科学与工程系的薛俊敏副教授、王小鹏博士和Vincent Lee Wee Siang博士领导的研究小组发现，光可以在广泛用于水电解的催化材料中触发一种新机制，在这种催化材料中，水被分解成氢和氧。结果是一种更节能的获取氢的方法。

这一突破是与英国科学、技术和研究署(A*STAR)化学品、能源和环境可持续发展研究所的奚世波博士合作实现的;A*STAR高性能计算研究所余志根博士;国大机电工程学院机械工程系王浩博士。

“我们发现电催化反应的氧化还原中心在金属和氧之间切换，由光触发，”薛副教授说。“这大大提高了水电解效率。”

这项新发现可能会开辟新的、更有效的工业生产氢气的方法，并使这种环保的燃料来源惠及更多的人和行业。

薛副教授和他的团队在科学杂志上发表的一篇研究论文中详细介绍了他们的发现自然2022年10月26日。

偶然的突破

在正常情况下，薛副教授和他的团队可能无法获得如此突破性的发现。但大约三年前，他实验室的顶灯意外断电，让他们得以观察到全球科学界尚未做到的事情。

当时，薛副教授研究实验室的顶灯通常是24小时开着的。2019年的一个晚上，由于停电，电灯熄灭了。当研究人员第二天回来时，他们发现在黑暗中继续进行的电解水实验中，一种基于氧化镍的材料的性能急剧下降。

薛副教授说:“以前从来没有人注意到这种性能下降，因为从来没有人在黑暗中做过实验。”“而且，文献说这种材料不应该对光敏感;光不应该对它的性质有任何影响。”

电解水的电催化机理是一个研究非常深入的课题，而镍基材料是一种非常常见的催化材料。因此，为了证明他们即将有突破性的发现，薛副教授和他的团队进行了大量的重复实验。他们对这种现象背后的机制进行了更深入的研究。他们甚至在新加坡以外的地方重复了这个实验，以确保他们的发现是一致的。

三年过去了，薛副教授和他的团队终于能够在一篇论文中公开分享他们的发现．

下一个步骤

有了他们的发现，研究小组现在正致力于设计一种新的方法来改进工业生产氢气的过程。薛副教授建议将含有水的细胞制成透明的，以便将光引入到水的分解过程中。

“这将在电解过程中需要更少的能量，并且使用自然光应该更容易，”薛副教授说。“可以在更短的时间内生产更多的氢气，消耗更少的能源。”

食品公司使用氢气将不饱和油和脂肪转化为饱和油和脂肪，这就给了我们人造黄油和黄油。氢气也被用来将金属焊接在一起，因为它可以产生4000摄氏度的高温。石油工业使用氢气从石油中去除硫含量。

此外，氢有可能被用作燃料。长期以来，氢燃料被吹捧为一种可持续燃料，因为它与氧气反应燃烧时不会产生排放——不需要点火，使其成为一种更清洁、更环保的燃料来源。它也更容易储存，使其比太阳能电池更可靠。

薛副教授很高兴他的研究小组的发现可以为科学发现做出贡献。他认为发展科学的方法不是不断地寻找新的方法去做已经做过的事情，而是不断地突破界限。

“只有通过新知识的积累，我们才能逐步改善社会，”薛副教授说。