近些年光催化分解海水制氢受到人们的广泛关注，但是盐水体系的光催化能量转换效率和催化稳定性都难以让人满意，这阻碍了光催化分解海水技术的发展和应用。此外，人们对于海水电解液在光催化反应中的作用仍存在比较大的争议。

有鉴于此，牛津大学Shik Chi Edman Tsang、华东理工大学吴新平等使用氮掺杂TiO₂光催化剂，发现电解液能够促进N-TiO₂产生电荷极化效应，在光热分解海水的反应中以化学计量比方式生成H₂和O₂。

本文要点：

（1）

通过详细的表征和理论计算，说明海水的离子能够吸附在光诱导产生的电荷富集极化晶面上，而且离子的吸附选择在相反电荷晶面上，这使得电荷载流子的寿命提高5倍，而且在270 ℃的能量转化效率达到15.9±0.4 %。

（2）

在聚光反应器的稳定制氢速率达到40 mmol g^-1 h^-1，这个制氢速率达到实验室电解制氢反应器的相同数量级。

参考文献

Yiyang Li, Hui Zhou, Songhua Cai, Dharmalingam Prabhakaran, Wentian Niu, Alexander Large, Georg Held, Robert A. Taylor, Xin-Ping Wu & Shik Chi Edman Tsang, Electrolyte-assisted polarization leading to enhanced charge separation and solar-to-hydrogen conversion efficiency of seawater splitting. Nat Catal (2024)

DOI: 10.1038/s41929-023-01069-1

https://www.nature.com/articles/s41929-023-01069-1