尽管将阳光转化为电能的技术发展迅速，但相关的储能和配电设备效率低下，限制了太阳能的应用。据国外媒体报道，弗吉尼亚大学、加州理工学院、美国能源部阿贡国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、布鲁克海文国家实验室的研究人员取得的突破性进展，将消除这一过程中的关键障碍，极大地推动清洁能源的发展。
说到利用太阳能，一种方法是利用光能将水分子分解成氧气和氢气。这一过程中产生的氢气作为燃料储存和运输，并根据需要用于发电。为了分解水分子，需要使用催化剂，但目前用于析氧反应的催化材料效率不够，在大规模应用中存在一定的局限性。
针对这种情况，弗吉尼亚大学(UVA)的研究小组推出了一项创新的化学策略，利用钴和钛制造新的催化剂。与其他常用的含贵金属(如铱或钌)的催化材料相比，这些元素的储量丰富得多。该研究小组由和布伦特兰诺教授领导。张说：“这一新技术在氧化钛纳米晶体表面的原子水平上产生了活性催化位点，从而产生了耐用的催化材料，并更好地引发了析氧反应。”。开发高效析氧催化剂的新方法并进行深入研究是向大规模利用可再生太阳能过渡的关键。"
这项工作可以是一个完美的例子，展示了如何通过在原子水平上调整纳米材料来优化催化剂效率，并将其应用于清洁能源技术。Gunnoe说，作为一种理解和改进催化材料的新方法，这种创新侧重于张实验室取得的成就，并集成了先进的材料合成、原子级表征和量子力学理论。
该项目得到了阿尔贡国家实验室和劳伦斯伯克利国家实验室的支持。通过其领先的同步辐射X射线吸收光谱用户设施(通过辐射在原子级检测材料结构)，研究小组发现催化剂具有清晰的表面结构，清晰地看到了催化剂在析氧反应过程中的演变过程，从而准确地评价了其性能。华工X射线物理学家华洲说：“这项研究使用了先进光子源和先进光源的X射线束。”AdvancedPhotonSource和AdvancedLightSource是美国能源部科学办公室的用户设施，分别位于阿尔贡和劳伦斯伯克利实验室。
此外，加州理工学院的研究人员可以利用新开发的量子力学方法准确预测催化剂的产氧速率，这有助于详细了解反应的化学机理。WilliamA教授。该项目的主要研究人员之一、加州理工学院的戈达德里说：“我们的理论输出与实验结果基本上完全一致，这是推动世界清洁能源发展的一个重要里程碑。”
