我國成功突破傳統光電制氫裝置在效率和可靠性上的瓶頸

記者21日從中國科學技術大學獲悉，該校孫海定教授團隊、熊宇杰教授團隊聯合武漢大學劉勝 院士團隊，通過創新設計一種晶圓級可制造的新型硅基氮化鎵納米線光電極結構，實現了高達10.36%的半電池太陽能制氫效率，并在高電流密度下穩定產氫超過800小時，首次將光電極使用壽命從小于100小時的“小時級”推進至“月級”，成功突破傳統光電制氫裝置在效率和可靠性上的瓶頸，達到國際領先水平，為下一步規模化制氫應用打下基礎。相關研究成果日前發表于《自然·通訊》。

研究人員表示，這項研究有效解決了傳統三五族化合物半導體如氮化物等與助催化劑界面結合弱的共性難題，為改善三五族化合物半導體/助催化劑界面提供了一條簡單有效的途徑。所提出的晶面-催化劑界面調控策略顯著提升了光電極的催化活性和長期穩定性，且可拓展至其他化合物半導體及催化反應體系，為氮化物半導體在人工光合反應中的廣泛應用奠定了基礎。