開發(fā)高效耐用的光電極對于實現(xiàn)光電化學水分解的大規(guī)模應用至關重要。有鑒于此，中國科學技術大學孫海定教授等報道一種獨特的光電極，它由重新配置的硅片上氮化鎵納米線負載金納米顆粒作為助催化劑組成，在AM 1.5G一個太陽光照下，其施加偏壓光子-電流轉換效率達到了令人矚目的 10.36 %，同時在高電流密度下實現(xiàn)了超過800 h的穩(wěn)定光電化學（PEC）HER。
本文要點：
（1）
通過簡單的堿性蝕刻步驟對GaN納米線進行調整，暴露內部的(10-1-1)晶面，實現(xiàn)了具有強電子相互作用的高度耦合的半導體納米線-助催化劑異質界面。這種強耦合的重新配置的GaN納米線/Au異質界面不僅優(yōu)化了金納米顆粒的電子結構，形成了豐富的高活性界面區(qū)域，最終實現(xiàn)了優(yōu)異的析氫活性，還使氮化鎵納米線能夠為金納米顆粒提供更強的錨固作用，防止在劇烈的HER催化反應過程中Au納米顆粒脫落。
（2）
這項研究提出的光電極提供了一種可行的結構，有助于解決光電化學裝置在生產清潔氫燃料方面的效率-可靠性瓶頸。
參考文獻
Chen, W., Wang, D., Wang, W. et al. Enhanced solar hydrogen production via reconfigured semi-polar facet/cocatalyst heterointerfaces in GaN/Si photocathodes. Nat Commun 16, 879 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-024-55743-4
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55743-4
