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開發具有高太陽能-氫能轉換效率且具備長期穩定性、可規模化應用的光電化學水分解技術至關重要，但對于實際應用而言同樣是個挑戰。

有鑒于此，西北工業大學黃維院士、王松燦教授、暨南大學朱明山教授等報道設計了一種具有梯度分布氧空位的BiVO₄光陽極，氧空位可誘導產生較強的偶極電場，起到促進電荷分離的效果。

本文要點：

（1）

這種光陽極生長海膽狀的FeOOH助催化劑后，在1.23 V vs RHE實現7.0 mA cm^?2的光電流密度，并且在標準太陽光（AM 1.5 G）能夠穩定運行超過520 h。

通過與Si光伏電池集成，人工光合樹葉達到8.4%的太陽能-氫能轉換效率。將這些人工光合葉片的尺寸擴大至441 cm²后，在自然陽光照射下可實現2.7%的太陽能-氫能轉換效率。

（2）

生命周期評估分析的結果表明，太陽能水分解制氫對環境的影響極小。這項研究表明了設計金屬氧化物的人工光合葉片用于規模化太陽能制氫的可能性。

參考文獻

Liu, B., Wang, X., Zhang, Y. et al. A standalone bismuth vanadate-silicon artificial leaf achieving 8.4% efficiency for hydrogen production. Nat Commun 16, 2792 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-58102-z

https://www.nature.com/articles/s41467-025-58102-z