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近些年光催化分解海水制氫受到人們的廣泛關注，但是鹽水體系的光催化能量轉換效率和催化穩(wěn)定性都難以讓人滿意，這阻礙了光催化分解海水技術的發(fā)展和應用。此外，人們對于海水電解液在光催化反應中的作用仍存在比較大的爭議。

有鑒于此，牛津大學Shik Chi Edman Tsang、華東理工大學吳新平等使用氮摻雜TiO₂光催化劑，發(fā)現(xiàn)電解液能夠促進N-TiO₂產生電荷極化效應，在光熱分解海水的反應中以化學計量比方式生成H₂和O₂。

本文要點：

（1）

通過詳細的表征和理論計算，說明海水的離子能夠吸附在光誘導產生的電荷富集極化晶面上，而且離子的吸附選擇在相反電荷晶面上，這使得電荷載流子的壽命提高5倍，而且在270 ℃的能量轉化效率達到15.9±0.4 %。

（2）

在聚光反應器的穩(wěn)定制氫速率達到40 mmol g^-1 h^-1，這個制氫速率達到實驗室電解制氫反應器的相同數量級。

參考文獻

Yiyang Li, Hui Zhou, Songhua Cai, Dharmalingam Prabhakaran, Wentian Niu, Alexander Large, Georg Held, Robert A. Taylor, Xin-Ping Wu & Shik Chi Edman Tsang, Electrolyte-assisted polarization leading to enhanced charge separation and solar-to-hydrogen conversion efficiency of seawater splitting. Nat Catal (2024)

DOI: 10.1038/s41929-023-01069-1

https://www.nature.com/articles/s41929-023-01069-1