生产增值化学品的光催化和电催化反应为解决能源危机和环境污染提供了有前景的解决方案。光催化由光激发和电荷分离驱动，依赖于半导体催化剂，而电催化由外部电流驱动，大多基于高导电率的金属催化剂。由于不同的反应机制，两种催化类型之间的转化在很大程度上仍未被探索。

在此，通过密度泛函理论（DFT）模拟，温州大学Xin Tan，昆士兰科技大学Liangzhi Kou证明了铁电异质结构Mo-BN@In₂Se₃和WSe₂@In2Se₃可以根据内置场和电子的极化方向表现出半导体或金属特征转移。

文章要点

1）以氮还原反应（NRR）和析氢反应（HER）为例，金属异质结构作为这些反应的优异电催化剂，而半导体异质结构作为相应的光催化剂，具有改善的光吸收、增强的电荷分离和低吉布斯自由能变化。

这些发现不仅将电子相变的物理现象与化学反应联系起来，而且为显着提高催化效率提供了一种新的可行的方法。

参考文献

Lin Ju, et al, Controllable Electrocatalytic to Photocatalytic Conversion in Ferroelectric Heterostructures, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c10271

https://doi.org/10.1021/jacs.3c10271