顆粒在線訊：近日，中國科學(xué)院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所太陽能研究部研究員李燦，與研究員章福祥/副研究員祁育等，在利用寬光譜捕光催化劑構(gòu)筑全分解水制氫體系研究中取得新進(jìn)展?；贐iVO4可見光催化劑不同晶面雙助催化劑的優(yōu)化開發(fā)及其選擇性負(fù)載，顯著提升其用于水氧化和“Z”機(jī)制全分解水制氫性能，使全分解水制氫量子效率達(dá)到12.3%（420±10nm激發(fā)）。

　　利用粉末光催化劑全分解水制氫是一條轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存太陽能至綠色氫能的理想途徑之一，受到關(guān)注。本研究中，基于前期對BiVO4光催化劑認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)出新型Ir還原助催化劑和FeCoOx復(fù)合物水氧化助催化劑。研究運(yùn)用選擇性沉積的方法，有效地促進(jìn)BiVO4的光生電荷分離和水氧化活性，進(jìn)而與產(chǎn)氫光催化劑耦合，組裝了高效的可見光催化全分解水制氫體系，其表觀量子效率達(dá)到12.3%（420±10nm激發(fā)）。此外，研究結(jié)合XAFS等測試表征實(shí)驗(yàn)和理論模擬結(jié)果，闡析了FeCoOx水氧化助劑的微觀結(jié)構(gòu)及其促進(jìn)電荷分離和水氧化性能的機(jī)理。該成果為構(gòu)筑更高效的可見光催化全分解水制氫體系奠定了基礎(chǔ)。

　　近年來，該團(tuán)隊(duì)致力于寬光譜捕光新材料的研發(fā)，取得了系列成果：拓寬了全分解水系統(tǒng)中產(chǎn)氫、產(chǎn)氧端催化劑對可見光的利用范圍，產(chǎn)氫端從510nm拓展至650nm、產(chǎn)氧端從450nm拓展至600nm（Joule、Adv. Mater.）；粉末體系Z機(jī)制可見光催化全分解水制氫的表觀量子效率先后達(dá)到6.8%（Angew. Chem. Int. Ed.）、10.3%（Joule）、12.3%（Nat. Commu.）；發(fā)展了含氮半導(dǎo)體構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)促進(jìn)電荷分離的“一鍋氮化”新方法（Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.、Adv. Mater.等）；發(fā)展了氨輔助高溫負(fù)載CoOx助催化劑改善界面電荷傳輸和水氧化性能的新方法（J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等）；發(fā)現(xiàn)了BiVO4不同晶面間光照條件下存在空間電荷分離效應(yīng)，以及取得其不同晶面間雙助催化劑選擇性沉積大幅提升性能等新認(rèn)識(shí)（Nat. Commun.、Energy Environ. Sci.、Joule等）。

　　相關(guān)研究成果以Unraveling of Cocatalysts Photodeposited Selectively on Facets of BiVO4 to Boost Solar Water Splitting為題，發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的支持。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研人員參與研究。

大連化物所實(shí)現(xiàn)全分解水制氫量子效率達(dá)到12.3%