設計高效半導體,通過太陽能驅動的水分解可持續生產綠色氫,是碳中和能源生態系統的前沿戰略之一。
在此,莫納什大學Siang-Piao Chai制備了超親水綠色空心ZnIn2S4(gZIS)以實現無輔助光催化全水分解。
文章要點
1)中空的分層框架有利于暴露本質上活躍的面并激活惰性的基底面。gZIS的超親水性質促進了強烈的表面水分子相互作用。gZIS內空位的存在有利于光子能量利用和電荷轉移。
2)系統的理論計算表明gZIS的缺陷引起的電荷重新分布增強了水的活化并減少了表面動力勢壘。最終,gZIS可以通過在全日反應中保持接近一致的穩定性來驅動光催化純水分解,其性能與其他復雜的硫化物基材料相當。
這項工作報告了一種具有巨大探索價值的自激活、單組分無助催化劑gZIS,有可能為高效的太陽能驅動氫氣生產提供最先進的設計和創新孔徑,以實現碳中和。
參考文獻
Chong, WK., Ng, BJ., Lee, Y.J. et al. Self-activated superhydrophilic green ZnIn2S4 realizing solar-driven overall water splitting: close-to-unity stability for a full daytime. Nat Commun 14, 7676 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-43331-x
https://doi.org/10.1038/s41467-023-43331-x