重庆大学AM：无需贵金属助催化剂，实现超高表观量子效率光催化制氢
学术
2024-12-31 20:25
上海
通过光催化实现高效和可持续的制氢是非常有希望的，但仍然是一个重大挑战，特别是当用更丰富的替代品取代昂贵的贵金属时。无贵金属替代品的转换效率经常受到高电荷复合率的限制，主要是由于缓慢的转移和光生空穴的低效消耗。有鉴于此，重庆大学周小元教授、甘立勇博士等为了解决这些问题，设计了一种不含贵金属的助催化剂促进空穴的消耗，从而在不依赖价格昂贵的贵金属，能够显著提高H2产率。要点1. 通过飞秒瞬态吸收光谱、原位表征和理论计算结合，得到有说服力的证据，表明快速消耗空穴，而且反之促进光生载流子的分离和迁移。要点2. 优化后，催化剂光催化H2产率为57.84 mmol gcat-1 h-1，表观量子效率高达65.8 %。此外，利用性能最好的催化剂薄膜组装流动式石英微反应器，H2产率达到0.102 mL min-1，在连续1260 min过程中保持较高的稳定性。通过不含贵金属的助催化剂增强消耗空穴的策略，为经济可行以及能够规模化的太阳能制氢技术建立了具有前景的途径。Noble-Metal-Free Cocatalysts Reinforcing Hole Consumption for Photocatalytic Hydrogen Evolution with Ultrahigh Apparent Quantum Efficiency, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.202412965https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412965
