2010年10月11日，动力工程多相流国家重点实验室主任郭烈锦教授课题组应国际顶级综述期刊Chemical Reviews（IF=40.197）主编邀请、与美国伯克利加州大学劳伦斯国家实验室Samuel S Mao教授课题组合作撰写的关于太阳能半导体光催化制氢领域进展评述论文：“Semiconductor-based Photocatalytic Hydrogen Generation”（http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr1001645）发表。

       由于氢气的高能量容量以及无环境污染，在许多产生低温室气体（GHG）的能源利用方案中被确定为是潜在有效能源载体。在氢能系统中，例如化石燃料、生物质甚至水等含有氢的化合物都是潜在的氢源。当化石燃料或生物燃料等烃类物质作为氢源时，需要对产生的二氧化碳进行捕获和封存处理才能达到降低温室气体的目的。相反，由水作为氢源产生的氢在能量转换时不存在对不必要的排放物质的处理，只是需要外部资源提供能量。如果这些能量可以从太阳能等可再生能源获得，那么氢可以被认为是能够为一切小到笔记本电脑大到到潜艇等提供动力的绿色替代能源。在制氢能源系统中：太阳光在光电催化剂作用下光解水产生无环境污染的氧和能提供能源的氢，氢作为供能燃料，释放能量后氧化成水不产生其他污染环境气体，同时产生水可以进一步补给系统分解利用，使整个产能系统处于无环境污染的循环状态。这种产能方案展现了对世界日益严峻的环境问题的关注，但是这样低成本高效益、低温室气体的产能方式还没有得到发展。

       自从发现通过n型二氧化钛电极光电化学分解水析氢后，利用太阳能基于半导体的光催化分解水制氢技术被认为是解决世界能源危机的最重要方法之一。因此，必要的半导体光催化剂的研究取得了长足的发展，在过去的40年中，研究报告了许多光催化剂具有较高的光催化活性，在紫外光（UV）区使水分解成H2和O2比（摩尔比）为2:1的化学计量混合物。这些催化剂包括La 参杂NaTaO3,Sr2M2O7 (M = Nb, Ta),La2Ti2O7, K2La2Ti3O10,β-Ge3N4,等等。特别是NiO/NaTaO3:La光催化剂，它的活性最高，在270 nm区达56％的量子产率。可是，这些氧化钛光催化剂仅仅在紫外光照射下表现出活性。但由于太阳光谱只有一小部分（约4％）入射太阳能在紫外区域中，而另外的大部分为可见光（约46％），因此开发可见光催化剂替代紫外光催化剂才能够稳定、高效及大规模利用太阳能制氢。在最近几年中，新的可见光光催化剂不断取得突破性进展，既提高光催化分解水制氢效率也极大的鼓舞了研究热情。研究者已经开发了大量在可见光照射下分解水产氢的半导体材料的光催化剂。

       基于半导体的光电化学催化光解水制氢的重要过程在过去几十年已经实现，并且出版许了多优秀的综述研究。在这篇综述中作者主要汇集了到目前为止的已有研究成果，既能为研究者提供参考也可以为应对这一领域重要的挑战激发灵感。文章首先简要介绍了基于半导体光催化剂分解水制氢基本原理，然后概述高效率的可见光光催化剂的发展，对一些合成物质以及收获可见光的能带结构调整和提高光催化电荷分离的调节技术进行了讨论。光催化分解水系统被分为两大类：消耗试剂含有水分解系统和整体水分解系统。

       该评述论文已进入ESI（Essential Science Indicators）检索的hot paper系列（0.01%）。自从2010年10月份文章网络出版以来，有来自5种语言、30多个国家、200种资助基金近370个研究机构的1020余位相关领域科研工作者的研究成果分别引用此篇评述。可检索出的SCI引用达461次，他引280余次（截止2013年3月），其中2011年108篇次，2012年282篇次，2013年71篇次。引文分布于17个学科领域，124种期刊，7种学术会议论文集，多种系列丛书。平均1.1天就有一篇SCI收录相关研究领域文献引用此篇评述。461篇引文在SCI数据库中被再次引用2412次，平均每篇引文再引5.23次，引文h-index达到21。

       其中引文引用率最高的是伯克利加州大学劳伦斯国家实验室Samuel S Mao教授于2011年2月11日发表于Science杂志的“Increasing Solar Absorption for Photocatalysis with Black Hydrogenated Titanium Dioxide Nanocrystals”(http://www.sciencemag.org/content/331/6018/746.short)，SCI引用272次。文章主要介绍：通过在纳米二氧化钛的表面层中加氢引入干扰来提高太阳能吸收，经过干扰处理的TiO2纳米晶催化剂表现出包括在水中有机分子的光氧化和利用消耗试剂产氢等很强太阳光催化活性。另外Nature子刊NATURE CHEMISTRY和NATURE PHOTONICS杂志论文“Efficient water oxidation catalysts based on readily available iron coordination complexes” SCI引用38次(http://www.nature.com/nchem/journal/v3/n10/full/nchem.1140.html)和“Artificial photosynthesis for solar water-splitting”SCI引用7次(http://www.nature.com/nphoton/journal/v6/n8/full/nphoton.2012.175.html)都分别引用此篇评论。