太阳能光催化/光电分解水制氢由于具有成本低、清洁无污染、可再生等优点，是国际可再生能源研究的热点。据美国能源部测算，光能转化效率达到5-10%，即可以向工业化推进。以往的研究多数仅关注光催化材料本身结构性质，忽略了其与所处能源转化体系间的强烈耦合作用，致使整体转化效率始终很低。事实上，光催化制氢过程涉及辐射场、颗粒、气泡、流场等多物理场与化学反应的复杂耦合，只有对上述耦合规律有深入认知并有效调控匹配，才能与分散、不连续的太阳辐照高效耦合大幅度提高转化效率，实现光催化制氢的连续规模化。本项目针对连续流多相光催化制氢体系构建过程中的多尺度能质输运、制氢反应动力学等核心问题，开展了深入系统的研究。提出了水热原位制备、两步热硫化等光催化剂制备新概念，实现了多系列可见光催化剂的定向调控和高效低成本合成，大幅度提高了硫化物稳定性、可见光区产氢量子效率和能量转化效率；研发出系列专有设备及装置，发明并研制出6*9串并联太阳能聚光催化制氢阵列装置并示范成功，西班牙著名学者撰文在国际著名期刊Chem.Rev.(IF=45.661)评价为"首次清晰地展示出太阳光解水的大规模应用前景"，国际光学工程学会SPIENewsroom对成果作了专题报道，标志着我国实现跨越发展并走到该领域前列,具有重要学术和显著社经济会价值。主持制订了首部国家标准"GB/T26915-2011《太阳能光催化分解水制氢体系的能量转化效率与量子产率计算》",为光催化制氢技术走出实验室、向工业应用推广提供了重要理论与技术支撑。项目主要创新点为：    1.提出了水热原位制备、两步热硫化等光催化剂制备新概念，成功构建了微纳多孔通道、界面墙壁效应及一维纳米阵列等创新思路，通过上述功能结构，实现了能流传递和质量输运的协同强化，极大克服了传统多相反应体系内微纳光催化剂界面与反应流体的微观相际能质交换瓶颈，催化剂的稳定性也得到极大提高，多相光催化制氢效率超过7%、光电制氢体系光电转化效率（IPCE）达到60%；   2.自主研制出系列高精度多通道快速测评系统，实现了对反应进程的多点瞬态测量，通过控制气含率，克服体系相界面氢气泡生成的传质阻力，强化体系内光学吸收效率。综合考虑光催化反应体系内辐射场、颗粒、气泡、流场等多物理场与化学反应的耦合互动规律，首次将辐射光场与光催化产氢结果直接关联，建立了连续流光催化制氢反应动力学模型。   3.基于太阳辐射及光催化产氢的动态匹配特性，在国际上首次提出复合抛物面聚光器(CPC)与管流反应器耦合的系统集成思路，通过集成式CPC的低精度双轴跟踪，使得系统日间平均采光效率得到极大提高；通过自然对流与强制对流结合，克服了连续流反应器内颗粒的悬浮分散问题，最终成功实现直接太阳能高效低成本连续式光催化制氢。   研究成果在国内外知名期刊及大型国际学术会议上发表130余篇，专著章节2章。其中国际著名期刊SCI收录论文28篇。论著共被ChemicalReviews,Energy&EnvironmentScience等国际期刊和大量中文学术期刊、学位论文他引过千次，8篇代表性论文被SCI他引754次。5篇论文入选ESI高引论文、4篇论文SCI他引过百次，主要SCI他引985次。获授权国家发明专利8项。郭烈锦获汤森路透2002-2012全球高被引科学家奖并入选工程领域全球最有影响力科学思想家名录，入选2014爱思维尔中国高被引学者榜（能源），受邀担任Int.J.HydrogenEnergy等国际知名杂志编委和IAHEAwardsCommittee等重要国际组织学会职务。