氢能源电池堪比移动发电站，一材料可解决安全问题

江俊介绍，他们的研究正是受到了海姆近年工作的启发：石墨烯能够隔绝所有气体和液体，却对质子能够"网开一面"，大方放行。利用这一大自然给质子开的"方便之门"，江俊等设计了一种"三明治"结构，将碳氮材料夹在两层石墨烯中。

这种夹心的"三明治"结构可以同时吸收紫外光和可见光，利用源源不断的太阳光能产生正负电荷，将带有能量的正负电荷迅速分离，并分别跑到外层石墨烯和碳氮夹心层，充分施展出二者各自的能力：石墨烯表面的水分子在正电荷的帮助下分解，产生质子。这些质子可穿透石墨烯，遇到电子后反应产生氢气。由于只有质子能够通过石墨烯，而产生的氢气不能穿透石墨烯，光解水产生的氢气分子被安全地保留在三明治复合体系内。同时，氧原子、氧气、羟基等物质无法进入复合体系，从而抑制了氧与氢重新变为水的逆反应发生，实现了高储氢率下的安全储氢。

江俊介绍，不仅是石墨烯和碳氮材料，其他如富勒烯、碳纳米管等和光催化剂也可用于这一复合体系中。这为实现太阳能裂解水转换为氢能创造了可能，并进而有助于氢能的大规模应用。