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华东理工大学吴新平等人，最新Nature Catalysis！

来源：时间：2024-01-24 10:31:44 浏览：706次

第一作者：Yiyang Li

通讯作者：吴新平研究员、Shik Chi Edman Tsang

通讯单位：华东理工大学、牛津大学

DOI:10.1038/s41929-023-01069-1

研究背景

近年来，海水光催化裂解制氢技术引起了科研人员的广泛关注，但光催化剂在含盐环境中的能量转化能力和稳定性较差，极大地阻碍了该技术的进一步应用，同时海水中电解质的影响仍存在争议。基于此，华东理工大学吴新平研究员和牛津大学Shik Chi Edman Tsang等人报道了在N掺杂的TiO₂光催化剂上的电解质辅助电荷极化，它证明了热辅助光催化裂解海水中H₂和O₂的化学计量演化。

文章要点

1、作者提出了在N掺杂的TiO₂光催化剂上的电解质辅助电荷极化，它证明了热辅助光催化裂解海水中H₂和O₂的化学计量演化。利用各种技术对电解质辅助电荷极化进行了研究，定量分析表明，光催化性能和载流子寿命与电解质辅助电荷极化能呈线性相关。在实验室规模的太阳能炉中获得的稳定的H₂演化速率为40.24 mmol g^-1 h^-1。

2、结合多种表征和密度泛函理论（DFT）计算表明，海水中的离子可以选择性地吸附在相反电荷的光极化面，这可以延长载流子寿命，导致在270 °C下的总能量转换效率为15.9±0.4%。本工作是一种通过分割更丰富的盐水资源来获取太阳能的实用策略。

图文展示

图1.Pt/N-TiO₂的POWS活性测试和TRPL光谱

图2.N-TiO₂光催化剂中的小面依赖性电荷分离

图3. 270 °C下N-TiO₂的AP-XPS研究

图4.电解质辅助POWS系统的计算研究

图5.电解质辅助的POWS反应的性能

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