军事科技之元素周期表补完计划（争取每日一更，欢迎补充 ...

吐槽
    在超大开这么一个坑我很有压力，因为小弟我学识毕竟很有限。希望化学/材料方向的筒子们能聚在一起畅谈军工科技前沿，说不定也能为自己找出一些思路。
氢
    一般而言，周期表越前面的元素越常见，用途也越多样。氢元素如何讲起呢？还是先说说氢能源吧。氢能源清洁无污染的特性其实在军事上并不重要，武器为了追求性能完全可以不鸟这一点。氢燃料真正的优势在于极高的能量密度。目前呃，主要用于火箭中。
    氢能源的主要研究方向三个方面，制氢，储氢，用氢。
    制氢可谓是个百家齐放的领域，传统的电解水实验初中生都能做，但效率太低成本太高。目前的主要思路是利用太阳能使水分解，又可以分为光解和热解两家。光解主要是靠某种催化剂（多为半导体材料或络合物）的能带结构与水的氧化还原电势相匹配，在光的作用下发生空穴-电子分离，然后使水分解。热解法，顾名思义靠加热，但是水的分解温度在2000摄氏度以上！怎么办？采用热化学循环可以使这个温度降低到1500度以下，虽然还是很高，但可以接受了。所谓热化学循环，采用了某种变价氧化物作为催化剂，在低温区夺取水中的氧，并释放出氢，在高温区释放出氧，循环一圈之后自己的化学组成并没有改变。
    在这么多种方法与流派中，有一点是共同的，即材料与水的接触面积越大，反应速率越快，故纳米材料与多孔材料在这方面具有天生优势。但新的问题又出来了，这些材料往往结构上比较脆弱，在高温下尤其容易变形甚至聚集，这些问题还有待解决。
    对于催化剂而言，能带的调制也是一个重大的科学问题。络合物的能级结构可以用配位场理论进行估算，并通过配体的分子设计去调节。半导体材料可以通过量子限阈效应、掺杂等等若干种方法去实现。使能带结构与太阳光的能量以及水的分解电势优化匹配，可以大大提高工作效率。
    还有一些常见的增强方法，往往是放之四海而皆准的，例如光学增强啊、染料敏化啊、表面等离子共振啊，对于很多使用太阳能的领域，像太阳能电池什么的，都是有用的。吐槽
    在超大开这么一个坑我很有压力，因为小弟我学识毕竟很有限。希望化学/材料方向的筒子们能聚在一起畅谈军工科技前沿，说不定也能为自己找出一些思路。
氢
    一般而言，周期表越前面的元素越常见，用途也越多样。氢元素如何讲起呢？还是先说说氢能源吧。氢能源清洁无污染的特性其实在军事上并不重要，武器为了追求性能完全可以不鸟这一点。氢燃料真正的优势在于极高的能量密度。目前呃，主要用于火箭中。
    氢能源的主要研究方向三个方面，制氢，储氢，用氢。
    制氢可谓是个百家齐放的领域，传统的电解水实验初中生都能做，但效率太低成本太高。目前的主要思路是利用太阳能使水分解，又可以分为光解和热解两家。光解主要是靠某种催化剂（多为半导体材料或络合物）的能带结构与水的氧化还原电势相匹配，在光的作用下发生空穴-电子分离，然后使水分解。热解法，顾名思义靠加热，但是水的分解温度在2000摄氏度以上！怎么办？采用热化学循环可以使这个温度降低到1500度以下，虽然还是很高，但可以接受了。所谓热化学循环，采用了某种变价氧化物作为催化剂，在低温区夺取水中的氧，并释放出氢，在高温区释放出氧，循环一圈之后自己的化学组成并没有改变。
    在这么多种方法与流派中，有一点是共同的，即材料与水的接触面积越大，反应速率越快，故纳米材料与多孔材料在这方面具有天生优势。但新的问题又出来了，这些材料往往结构上比较脆弱，在高温下尤其容易变形甚至聚集，这些问题还有待解决。
    对于催化剂而言，能带的调制也是一个重大的科学问题。络合物的能级结构可以用配位场理论进行估算，并通过配体的分子设计去调节。半导体材料可以通过量子限阈效应、掺杂等等若干种方法去实现。使能带结构与太阳光的能量以及水的分解电势优化匹配，可以大大提高工作效率。
    还有一些常见的增强方法，往往是放之四海而皆准的，例如光学增强啊、染料敏化啊、表面等离子共振啊，对于很多使用太阳能的领域，像太阳能电池什么的，都是有用的。