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光电化学（PEC）通过将光吸收和催化结合到紧凑的电极中，提供了一条直接的太阳能燃料合成途径。然而，由于催化过电位较高和半导体光电压不足，PEC碳氢化合物的生产仍然难以实现。在这里，加利福尼亚大学Virgil Andrei和杨培东等人通过将铅卤化物钙钛矿光吸收材料与适当的铜纳米花电催化剂结合，成功演示了乙烷和乙烯的合成。所得到的钙钛矿光阴极在与可逆氢电极相比时，C2碳氢化合物生产的法拉第效率达到9.8%。催化剂和钙钛矿的几何表面积对C2光阴极选择性有强烈影响，这表明局部电流密度在产物分布中的作用。通过将光阴极与硅纳米线光阳极耦合进行甘油氧化，克服了水氧化的热力学限制。这些无辅助的钙钛矿-硅PEC装置实现了部分C2碳氢化合物光电流密度为155µA/cm²，是传统钙钛矿-BiVO4人工叶片用于水分解和CO2分解的200倍。 这些研究为钙钛矿半导体提供了一个多功能平台，推动了PEC多碳合成的发展。
Andrei, V., Roh, I., Lin, JA. et al. Perovskite-driven solar C2 hydrocarbon synthesis from CO2. Nat Catal (2025).
https://doi.org/10.1038/s41929-025-01292-y
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