面临必要的能源转型，以避免大量二氧化碳排放2与石油产品的使用有关，氢绿色能源部门经常被强调。此外，化学需求还需要一种不是来自化石碳产品的氢气来源。产生这种氢气的一种方法是水的光催化解离，它使用与光催化剂相关的太阳辐射。
NIMBE的LEDNA团队与ICPEES合作进行的研究表明，通过爆炸产生的氧化纳米金刚石的表面可以获得良好的H生产光催化效率2相当于用TiO纳米颗粒获得的2，这是该领域的参考。
NIMBE的LEDNA团队与ICPEES实验室进行的一项研究首次揭示了通过爆裂合成的纳米金刚石（尺寸~5 nm），然后在表面氧化，可以在太阳光照下通过光催化解离水产生氢气[1]。这种生产无需添加助催化剂，也无需与另一种半导体形成异质结。获得的产率可与该领域领先的纳米级光催化剂（包括TiO纳米颗粒）相媲美2.
金刚石纳米颗粒具有与其电子结构相关的光催化优势：除了从固体金刚石继承的半导体特性外，还可以通过改变表面端子的性质（氢化或氧化）来调整其能带结构，即导带和价带的能量位置[2]。例如，当表面被碳氢键终止时，导带的能量位置高于真空能级的能量位置。然后，氢化金刚石纳米颗粒是可以提供溶剂化电子的固体源，这些电子是非常强大的还原剂，可以在紫外光照射下用于还原一氧化碳2在CO中[3]或全氟化合物的光催化降解[4]。
图1：氢化纳米金刚石发射溶剂化电子的过程[5]。由于表面缺陷，间隙中的中间状态允许吸收可见光，表面的氢化使导带高于真空水平。
通过发挥金刚石纳米颗粒的性质以及在其晶格或表面引入缺陷，还可以增加可见光谱范围内的光吸收，正如最近在NIMBE合成的氢化纳米金刚石进行瞬态吸收的研究所示[5]。这种吸收归因于位于价带和导带之间的中间能态，纳米金刚石在sp杂化中与碳键合2，特别是以表面富勒伦型重建的形式存在（图1）。编译 陈讲运
因此，在证明了纳米金刚石的光活性之后，研究继续进行，开发纳米金刚石的合成，目的是通过光催化生产太阳能燃料，特别是水中的氢气。已经根据其性质探索了不同类型的纳米金刚石的性质：结晶度、尺寸、形状、表面化学。
因此，在太阳光照下，氢化纳米金刚石或其他类型的纳米金刚石（例如通过研磨固体金刚石获得的纳米金刚石）无法检测到氢发射。它特于氧化爆轰纳米金刚石。在氧化纳米金刚石浓度为 12.5 μg/mL 时，最大产氢产率为 32 μmol/h。这种效率类似于TiO纳米颗粒获得的效率2，对于相同浓度的纳米颗粒和相同的照明条件（图2）。
图2：氧化纳米金刚石（红色方块）（TEOA：1体积%）与TiO纳米颗粒相比的产氢量随时间的变化2（绿色三角形）和仅 TEOA（蓝色圆圈）。类似量的10mg氧化纳米金刚石或TiO纳米颗粒2，浓度为 12.5 μg mL-1分别使用。
这一结果为使用纳米金刚石生产太阳能燃料开辟了广阔的前景。下一步是将其与其他半导体材料结合以生成金属异质结构或助催化剂，以放大观察到的光催化性能。