光电极的实际应用面临着不少挑战，比如光生电荷分离态的形成与转移。传统的无机光电极概念能够应用于有机聚合物电极。

有鉴于此，浙江大学单冰研究员等报道发展高性能的有机导电网络材料用于还原NO₃^-合成NH₃。

本文要点

（1）

这种工作中发展的有机聚合物网络材料能够有机供电子作用的光导材料与接受电子的催化剂形成界面，在光照射作用下界面产生载流子，并增强光电催化的电荷分离。

（2）

在光电催化NO₃^-制备NH₃的反应中实现了13 %外量子效率。与BiVO₄光阳极串联构筑体系，能够进行NO₃^-还原为NH₃和H₂O氧化为O₂。法拉第效率达到95-98 %，能够维持光电流和产物产率。

通过静态/时间分辨光谱研究光导电网络，发现光电极能够高效率的进行载流子的形成与输运，从而为高效率的光电催化提供可行。

参考文献

Feiyang Hong, Xinhao Su, Yanjie Fang, Xinjia He, and Bing Shan*, Manipulating Photoconduction in Supramolecular Networks for Solar-Driven Nitrate Conversion to Ammonia and Oxygen, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c09052

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c09052

单冰研究员2015年毕业于美国杜兰大学化学系，导师为Russell H. Schmehl教授，获博士学位；2015-2020年在美国北卡罗来纳大学教堂山分校和美国能源前沿研究中心 (Energy Frontier Research Center) 先后进行博士后和实习研究员的工作，导师为Thomas J. Meyer教授。2020年入选国家青年千人计划并加入浙江大学化学系开展独立研究工作，担任研究员、博士生导师。研究领域为光电催化CO2还原、水分解和固氮，研究工作发表于Nature Energy，PNAS，J. Am. Chem. Soc.，Energy Environ. Sci.，J. Phys. Chem. Lett.等期刊。自2020年以来，单冰研究员在浙江大学化学系建立分子光电催化实验室，搭建包括分子-材料合成与表征、太阳能电池器件制备、光电催化反应监测和效率评估设备平台。

主页  http://shan-group.net/