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生產增值化學品的光催化和電催化反應為解決能源危機和環境污染提供了有前景的解決方案。光催化由光激發和電荷分離驅動，依賴于半導體催化劑，而電催化由外部電流驅動，大多基于高導電率的金屬催化劑。由于不同的反應機制，兩種催化類型之間的轉化在很大程度上仍未被探索。

在此，通過密度泛函理論（DFT）模擬，溫州大學Xin Tan，昆士蘭科技大學Liangzhi Kou證明了鐵電異質結構Mo-BN@In₂Se₃和WSe₂@In2Se₃可以根據內置場和電子的極化方向表現出半導體或金屬特征轉移。

文章要點

1）以氮還原反應（NRR）和析氫反應（HER）為例，金屬異質結構作為這些反應的優異電催化劑，而半導體異質結構作為相應的光催化劑，具有改善的光吸收、增強的電荷分離和低吉布斯自由能變化。

這些發現不僅將電子相變的物理現象與化學反應聯系起來，而且為顯著提高催化效率提供了一種新的可行的方法。

參考文獻

Lin Ju, et al, Controllable Electrocatalytic to Photocatalytic Conversion in Ferroelectric Heterostructures, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c10271

https://doi.org/10.1021/jacs.3c10271