太陽能光電化學(xué)分解水制備氫氣能源，被認(rèn)為是解決人類可持續(xù)發(fā)展問題的重要方案之一。近日，河南許昌學(xué)院表面微納米材料研究所暨河南省微納米能量儲存與轉(zhuǎn)換材料重點實驗室楊曉剛博士帶領(lǐng)團(tuán)隊，在《納米研究》雜志發(fā)表綜述文章，介紹了相關(guān)實驗研究的最新進(jìn)展。

上世紀(jì)70年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)二氧化鈦能分解水產(chǎn)生氫氣。不過，由于光電化學(xué)分解水涉及的過程復(fù)雜，單一半導(dǎo)體難以滿足所有要求。為提高光電轉(zhuǎn)換效率，析氫或析氧催化劑被分別應(yīng)用到p-型或n-型半導(dǎo)體表面，以加速表面的電荷轉(zhuǎn)移速率。

楊曉剛團(tuán)隊與美國科研人員合作，在半導(dǎo)體表面鈍化、修飾方面進(jìn)行了系列研究。該綜述總結(jié)了豐富元素組成的半導(dǎo)體、催化劑—半導(dǎo)體體系用于光電分解水制氫中的效率、穩(wěn)定性問題。同時，分別對目前廣為流行的p-型半導(dǎo)體構(gòu)成的光陰極和n-型半導(dǎo)體構(gòu)成的光陽極的光生電壓優(yōu)化進(jìn)行了闡述。特別對于半導(dǎo)體和催化劑的界面構(gòu)筑與光生載流子在固—液界面的轉(zhuǎn)移、復(fù)合以及腐蝕反應(yīng)的競爭機(jī)制與能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討。

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