开发高效耐用的光电极对于实现光电化学水分解的大规模应用至关重要。有鉴于此，中国科学技术大学孙海定教授等报道一种独特的光电极，它由重新配置的硅片上氮化镓纳米线负载金纳米颗粒作为助催化剂组成，在AM 1.5G一个太阳光照下，其施加偏压光子-电流转换效率达到了令人瞩目的 10.36 %，同时在高电流密度下实现了超过800 h的稳定光电化学（PEC）HER。

本文要点：

（1）

通过简单的碱性蚀刻步骤对GaN纳米线进行调整，暴露内部的(10-1-1)晶面，实现了具有强电子相互作用的高度耦合的半导体纳米线-助催化剂异质界面。这种强耦合的重新配置的GaN纳米线/Au异质界面不仅优化了金纳米颗粒的电子结构，形成了丰富的高活性界面区域，最终实现了优异的析氢活性，还使氮化镓纳米线能够为金纳米颗粒提供更强的锚固作用，防止在剧烈的HER催化反应过程中Au纳米颗粒脱落。

（2）

这项研究提出的光电极提供了一种可行的结构，有助于解决光电化学装置在生产清洁氢燃料方面的效率-可靠性瓶颈。

参考文献

Chen, W., Wang, D., Wang, W. et al. Enhanced solar hydrogen production via reconfigured semi-polar facet/cocatalyst heterointerfaces in GaN/Si photocathodes. Nat Commun 16, 879 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-024-55743-4

https://www.nature.com/articles/s41467-024-55743-4