澳门大学JMCA：二维材料作为新型助催化剂用于高效太阳能制氢- 大数跨境

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澳门大学JMCA：二维材料作为新型助催化剂用于高效太阳能制氢

科学材料站

2020-10-20

导读：该综述总结了“用于水分解的电催化剂可作为助催化剂，用于高效光催化分解水制氢”，并系统的讨论了二维（2D）材料作为助催化剂在光/光电催化制氢中的应用

文章信息

二维材料作为新型助催化剂用于高效太阳能制氢

First published: 15 October 2020

通讯作者：王双鹏，潘晖

单位：澳门大学

研究背景

太阳能驱动产氢是太阳能转换的最清洁方法之一。在光催化过程中，半导体在光照下产生电子空穴对，价带电子被激发到导带，在价带上留下空穴。高效的光催化剂应满足三个基本要求：（1）最佳带隙，从而可以吸收大部分太阳能，形成载流子；（2）能带位置与氧化还原能级相匹配，使载流子平稳流动；（3）低重组率，可以有效分离电子-空穴对，并加快载流子运输。

负载助催化剂是一种有效的策略，可通过有效地从导带中提取电子，增强光吸收以及加速表面析氢反应来提高光催化析氢效率。传统上，贵金属（例如Pt）已被用作助催化剂，因为它们具有出色的析氢反应（HER）活性。但是，它们的稀缺性限制了实际应用。因此，该策略的主要挑战是如何设计高效的非贵金属助催化剂。

文章简介

近日，澳门大学的潘晖老师，王双鹏老师在国际期刊Journal of Materials Chemistry A (影响因子：11.301) 上发表题为“Two-Dimensional Materials as Novel Co-Catalysts for Efficient Solar-Driven Hydrogen Production”的综述。该综述总结了“用于水分解的电催化剂可作为助催化剂，用于高效光催化分解水制氢”，并系统的讨论了二维（2D）材料作为助催化剂在光/光电催化制氢中的应用，及通过相控制、掺杂、缺陷工程、杂化和功能化等提高2D材料HER活性的方法来增强修饰光催化剂的光催化析氢活性。提出了“电催化剂可作为促进太阳能驱动制氢的助催化剂”的概念，为设计高效的助催化剂指明了方向。