一直以来，氢都被视为未来能源，其能量密度是汽油的三倍，可以用于燃料电池来发电，而且以氢气为燃料的汽车已经在市场上销售。当氢气被用于生产能源时，唯一生成的产物是纯水。

然而，生产氢气会产生二氧化碳，因为目前最常用的技术在这个过程中依赖于化石燃料：每生产1吨氢气，就会排放9-12吨的二氧化碳。因此，几十年来，世界各地的研究人员一直在寻找利用太阳能来生产清洁能源氢的方法，即分解水分子形成氢和氧的方法。

然而，由于水分子非常稳定，将它们分解成氢和氧对化学家来说是一个很大的挑战。为了使其成功，首先必须使用催化剂激活水，然后它才更容易反应。

近期，德国明斯特大学的一组研究人员就在这方面取得了进展。他们开发了一种光催化过程，其中水在温和的反应条件下通过三芳基膦活化，而不是像大多数其他过程那样通过过渡金属配合物活化。最新研究成果已于近期发表在了《自然》杂志上。

该研究小组表示，新工艺在与自由基化学相关的研究领域打开了一扇新的大门。自由基通常是高活性的中间产物。该团队使用一种特殊的中间体（磷化氢-水自由基阳离子）作为活化水，其中氢原子来自水可以容易地分离并转移到另一层底物上。整个反应由光能驱动。

领导这项研究的Armido Studer教授表示，“我们的系统为研究使用氢原子作为合成试剂的化学过程提供了一个理想的平台。”

研究人员使用理论方法分析了活化水络合物，他们表示，“这种中间体中的氢氧键非常弱，可以将氢原子转移到各种化合物中。在所谓的氢化反应中，活化水的氢原子可以在非常温和的条件下转移到烯烃和芳烃上。”

“氢化反应在药物研究、农用化学品工业和材料科学中非常重要。”他们补充道。

编辑/范辉