2026-03-26 10:48
3月25日，中国科学院大连化物所发布消息，近日，该所太阳能研究部太阳能制储氢材料与催化研究组章福祥研究员团队在钒酸铋光阳极研究领域取得新进展。团队设计合成了钼掺杂的钒酸铋光阳极，在此基础上组装太阳能至氢能转化效率达4.7%的光伏-光电耦合叠层器件。
据介绍，单斜相钒酸铋具有可见光响应宽、稳定性好等优点，已成为“明星级”水氧化催化剂之一。章福祥团队前期发现，金属热解法制备的钒酸铋光阳极中微量四方相杂质残存是限制其水氧化性能的根本结构因素。在此基础上，团队通过理论模拟筛选与实验相结合，优化出钼离子掺杂的高性能光阳极，提升了其光电催化性能，最终与光伏耦联，实现无偏压下光驱动的全分解水制氢，太阳能至氢能效率达到4.7%，为规模化应用奠定了材料与实验基础。
章福祥团队长期聚焦单斜相钒酸铋材料在光催化和光电催化分解水制氢中的应用基础研究。在发现钒酸铋的{010}和{110}晶面间存在光生电荷分离效应的基础上，团队发展了双助催化剂选择性沉积协同促进电荷分离和表面催化的新策略，进而构筑了系列以钒酸铋为放氧光催化剂的“Z”机制全分解水制氢体系，不断提高在420nm可见光激发下的制氢表观量子效率。
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