中新網合肥2月21日電 (記者 吳蘭)記者21日從中國科學技術大學獲悉，中國學者近日通過研究實現人工光合作用高效穩定制氫，并首次將光電極使用壽命從“小時級”推進至“月級”。
相關成果日前發表在國際知名期刊《自然-通訊》(Nature Communications)上。
上述成果由中國科學技術大學孫海定教授團隊、熊宇杰教授團隊聯合武漢大學劉勝院士團隊，通過創新設計一種晶圓級可制造的光電極結構，實現了高達10.36%的半電池太陽能制氫效率，并在高電流密度下穩定產氫超過800小時。
光電化學水分解是一種通過陽光和水直接轉化為綠色氫氣的技術，已成為清潔能源領域的重要研究方向。在光電化學水分解中，光電極的催化活性和長期穩定性是實現高效、可靠氫氣生產的關鍵。
然而，許多傳統光電極材料如硅、金屬氧化物等易發生光腐蝕與化學腐蝕，并且催化劑與半導體界面結合弱，從而限制了光電極的長期耐久性。
針對這一挑戰，研究團隊設計并制備了一種可大規模生產的新型光電極結構。隨后實驗數據印證了這一突破性設計的優勢：在高電流密度下穩定產氫超過800小時，首次將光電極使用壽命從小于100小時的“小時級”推進至“月級”。
據介紹，該研究成功突破傳統光電制氫裝置在效率和可靠性上的瓶頸，為下一步規模化制氫應用打下基礎，并有望在能源轉換領域發揮重要作用，為全球能源轉型和可持續發展提供強有力的技術支持。(完)