光解水制氫性能大幅提高

　　近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授熊宇杰課題組設(shè)計(jì)了一類(lèi)具有原子精度殼層結(jié)構(gòu)的光解水制氫助催化劑，可在降低貴金屬鉑用量的同時(shí)大幅度提高光解水制氫性能。

　　研究人員基于界面電荷極化作用機(jī)制設(shè)計(jì)出了一類(lèi)具有原子精度殼層的鈀—鉑核殼結(jié)構(gòu)助催化劑。該設(shè)計(jì)利用鈀—鉑金屬間的電勢(shì)差作為半導(dǎo)體中光生電 子的“運(yùn)動(dòng)”驅(qū)動(dòng)力，使得電子自發(fā)地依次從半導(dǎo)體向金屬鈀、鉑“跑位”，最后聚集在金屬鉑殼層的外表面，從而驅(qū)動(dòng)了金屬鉑表面的高效光解水制氫反應(yīng)。

　　研究人員發(fā)展了殼層厚度精準(zhǔn)控制的合成方法，無(wú)需使用成本高昂的原子層沉積技術(shù)即可在液相體系中生長(zhǎng)少數(shù)原子層厚度的金屬殼層。基于該技術(shù)，其 光解水制氫效率與無(wú)助催化劑的半導(dǎo)體光催化劑相比提高了322倍，比傳統(tǒng)純鉑助催化劑的半導(dǎo)體光催化劑體系提高了8.2倍。與此同時(shí)，該設(shè)計(jì)以相對(duì)廉價(jià)的 鈀內(nèi)核替代了金屬鉑，也使材料成本降低。