科研热点丨从实验室突破到田间地头，一束光的无限可能

2026年过半，光催化技术领域捷报频传。从制氢、减碳到环境治理、农业增产，这项“驭光而行”的技术正在多个赛道加速奔跑。让我们一起回顾上半年那些值得关注的光催化新闻动态。

制氢是光催化技术最受关注的应用方向之一。2026年上半年，这一领域迎来了多个里程碑式进展。

6月17日，英国皇家化学会公布2026年度奖励名单，中国科学院大连化学物理研究所王峰研究员与意大利的里雅斯特大学Paolo Fornasiero教授领衔的“基于光催化的生物质氢循环”团队，荣获环境、可持续发展与能源地平线奖。该团队围绕生物质光催化制氢，通过活化生物质中的化学键提取氢气，同时联产生物基聚合物单体或液体燃料前驱体，实现了生物质资源的高值化利用。他们还发现了光诱导氢气异裂现象，提高了常温下氢气解离速率。这一奖项的获得，标志着国际学术界对中国光催化制氢研究的高度认可。

在产业化方面，光解水制氢同样取得了实质性突破。今年3月，由中国科学院段东平科研团队历经十余年攻关的“多面体钛酸锶聚光催化制氢一体化技术”，在四川省攀枝花市建成全球首条光解水制氢商业化生产线。该项目通过144台定日镜将阳光精准反射至24个聚光制氢反应器内，产出氢气纯度达99.8%、氧气纯度达98.6%。6月，该项目正式启动建设，计划年产160吨光解水氢气，远期制氢成本有望降至18元/千克。按照规划，攀枝花将在3年内形成年产1.2万吨绿氢的产业集群。

与此同时，全球首套百吨级光电催化合成氨集成工业示范项目也在陕西榆林中试完成。与传统哈伯法相比，新工艺吨氨能耗降至1.78×10⁷ kJ，吨氨水耗仅2.12吨，单吨合成氨可实现二氧化碳减排3.1吨。该项目已开发完成万吨级太阳能驱动空气-水光电催化合成氨成套工艺包，具备规模化推广条件。

高效光催化剂是光催化技术的核心。上半年，材料设计领域同样涌现出令人瞩目的成果。

5月，西安交通大学张锦英教授团队发现，将水分子与富勒烯C60的距离缩短至3.07埃，无需任何化学修饰或金属辅助，即可触发高效光解水产氢反应。产氢速率达到5.7毫摩尔/小时/克，高于绝大多数碳基光催化剂。张锦英教授解释：“这好比让水分子‘贴紧’催化剂的表面，电子传递的‘通道’就被打通了。”这项发表于《应用催化B：环境与能源》的研究，为设计高效光催化剂开辟了新思路。

广东工业大学何军团队则另辟蹊径，利用可解释人工智能揭示了羟基与氨基双官能团协同催化的科学规律，精准设计出新型MOF基光催化析氢材料。该研究构建了“数据库搭建-可解释AI解构机理-虚拟高通量筛选-定向合成验证”全链条闭环研发新范式，基于13万种虚拟MOF分子库快速锁定最优组合，实测光催化析氢速率达73.7 mmol·g⁻¹·h⁻¹。相关成果发表于《美国化学会志》。

此外，安徽师范大学毛俊杰教授团队在光催化二氧化碳还原领域取得重要进展，通过原子尺度精准设计多位点协同催化剂，成功将二氧化碳转化为丙烷。华东理工大学花建丽教授团队则在共轭杂环大环光催化制氢方面取得新突破，在标准太阳光模拟条件下实现了1390 μmol·g⁻¹·h⁻¹的析氢速率。

光催化技术的应用早已不局限于能源领域。上半年，它在环境治理和农业生产中的表现同样亮眼。

中科院化学所盛桦课题组在太阳光驱动原位水修复方面取得新进展，构建了可直接利用太阳光和空气中氧气运行的漂浮式光催化体系。在基于真实湖水水样的连续28天户外测试中，该体系实现了高效COD去除和灭菌，展现出良好的长期运行稳定性。相关成果发表于《Nature Water》。

中科院理化技术研究所则利用光催化技术，将废弃塑料瓶和工业废气中的二氧化硫转化为高价值化工原料羟甲基磺酸盐（HMS），同时制取氢气。该研究为废旧塑料的高附加值转化开辟了新途径。

最令人意想不到的应用来自农业领域。华东师范大学重庆研究院研发的“介孔量子光催化材料”，通过光催化效应提升作物光合效率。在陕西大荔县19.3亩试验田中，使用该材料的小麦亩产达623.38公斤，较对照田增产35.6%。此前在全国多地试验中，湖南水稻增产约16%，黑龙江大豆增产约20%。这项“黑科技”让光催化技术从实验室走进了田间地头。

回望2026年上半年，光催化技术正在以惊人的速度从实验室走向产业化。从英国皇家化学会的国际奖项，到攀枝花全球首条光解水制氢商业化生产线；从AI辅助催化剂精准创制，到田间地头的小麦增产——一束光的力量，正在照亮能源转型、环境保护和粮食安全的未来之路。

下半年，光催化技术还将带来怎样的惊喜？让我们拭目以待。