近年来,光催化水分解实现太阳能存储引起了极大的兴趣,但是尚未发现实用的方法。在过去的几十年中,已经开发出各种系统,但是由于电荷载流子的快速复合,使得大多数光催化系统存在活性低、光吸收范围窄及量子效率(Q.E.)差等问题。近日,牛津大学Shik Chi Edman Tsang等发现,在高浓度的H+和OH-下,N掺杂的TiO2基纳米催化剂表面上的电子-空穴对复合被显著抑制,且在高温下光解水过程中,MgO(111)载体的局部电场极化。可实现在270℃,没有任何牺牲剂的情况下,具有较宽的光吸收,并以1:2的摩尔比产生O2和H2,H2的释放速率超过11,000 μmol g-1 h-1。Q.E.可从437 nm的81.8%到1000 nm的3.2%之间变化。
Yiyang Li, Shik Chi Edman Tsang,* et al. Photocatalytic water splitting by N-TiO2 on MgO (111) with exceptional quantum efficiencies at elevated temperatures. Nat. Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-12385-1