科研人员通过给光催化剂“补钙”加速光解水制氢

新华网沈阳10月14日电 近期，中国科学院金属研究所太阳能与氢能材料研究团队，利用"晶格工程"策 略，通过给光催化材料聚三嗪酰亚胺(PTI)"补钙"改变其生长的"配方"，成功让它内部的光生电荷更容易 分开并且各行其道，从而提高了太阳能水制氢效率。该研究成果近期发表在《自然·通讯》上。 聚三嗪酰亚胺（PTI）是一种碳氮聚合物半导体，因其低成本、环境友好、能带结构合适等特性，被认 为在开展低成本规模化全分解水制氢方面具有巨大潜力。然而，当前PTI的光催化分解纯水制氢效率仍 然较低，主要原因是其作为聚合物材料的致命弱点：当光照射时，PTI中成对产生的光生电荷（带负 电、具有还原性的电子和带正电、具有氧化性的"空穴"）会很容易被引力"绑定"在一起、形成"激子"， 并最终重新"拥抱"在一起消失掉，不能参与到相应的反应中，这也是许多聚合物半导体材料在将光能转 化为其他能量形式时面临的共同挑战。 本项研究中，研究人员改变了PTI材料的生长环境和形核生长的基体。以往制备PTI时，使用的是氯化锂 和氯化钾的混合熔盐，并由熔盐冷却时析出的晶体作为PTI形核和生长的基体。研究人员改用氯化锂和 氯化钙的混合熔盐，最终制备出了一种钙掺 ...