我国成功突破传统光电制氢装置在效率和可靠性上的瓶颈

记者21日从中国科学技术大学获悉，该校孙海定教授团队、熊宇杰教授团队联合武汉大学刘胜 院士团队，通过创新设计一种晶圆级可制造的新型硅基氮化镓纳米线光电极结构，实现了高达10.36%的半电池太阳能制氢效率，并在高电流密度下稳定产氢超过800小时，首次将光电极使用寿命从小于100小时的“小时级”推进至“月级”，成功突破传统光电制氢装置在效率和可靠性上的瓶颈，达到国际领先水平，为下一步规模化制氢应用打下基础。相关研究成果日前发表于《自然·通讯》。

研究人员表示，这项研究有效解决了传统三五族化合物半导体如氮化物等与助催化剂界面结合弱的共性难题，为改善三五族化合物半导体/助催化剂界面提供了一条简单有效的途径。所提出的晶面-催化剂界面调控策略显著提升了光电极的催化活性和长期稳定性，且可拓展至其他化合物半导体及催化反应体系，为氮化物半导体在人工光合反应中的广泛应用奠定了基础。