半导体材料有限的光响应能力阻碍了太阳能驱动的水分解技术的进步。尽管尝试利用近50%的红外辐射来实现光热协同和催化反应增强，但液相反应过程中的热损失导致能量转换效率较低。

在这里，南京航空航天大学Kun Chang基于光热驱动的催化水分解系统，在水-空气界面设计了负载 K-SrTiO₃ 的 TiN 硅棉。

文章要点

1）光催化测试和密度泛函理论计算表明，热效应将液态水转化为水蒸气，从而降低催化剂的反应自由能，提高催化产物的透过率。

2）因此，在该气固体系中，在1个太阳照射下，析氢速率达到275.46 mmol m^–2 h ^–1，太阳能制氢（STH）效率为1.81%，是液态水的两倍多分裂。

这种新颖的光热催化途径涉及水蒸发和水分解的耦合反应，有望拓宽太阳光谱的利用范围并显着提高STH的转换效率。

参考文献

Jinghan Li, et al, Non-lignin substrate constructing the gas-solid interface for enhancing the photothermal catalytic water vapor splitting, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202305535

https://doi.org/10.1002/adma.202305535