基于太阳能和水分离的氢气生产技术已经作为无碳能源系统出现。许多研究人员已经用低成本和富含地球的材料开发了高效的薄膜光电化学(PEC)器件。然而，由于催化剂的不稳定性，太阳能水分离系统的寿命很短，这是由于化学溶解和氢泡产生的机械应力造成的。最近的一项研究发现，纳米孔水凝胶可以防止PEC器件的结构退化。

在这项研究中，延世大学Hyungsuk Lee，Jooho Moon通过利用冷冻技术设计水凝胶基覆层的多孔结构来研究其保护机制。

文章要点

1）对具有不同孔结构的冷冻胶覆盖层的测试表明，冷冻胶保护器中的氢气通过提供气泡成核位来降低催化剂表面的剪应力。

2）冷冻后的表面层有效地保持了铂催化剂颗粒在器件表面的均匀分布，保持了200小时以上。

研究发现有助于建立半永久性光电化学器件，实现无碳社会。

参考文献

Kang, B., Tan, J., Kim, K. et al. Stable water splitting using photoelectrodes with a cryogelated overlayer. Nat Commun 15, 1495 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41467-024-45701-5