记者21日从中国科学技术大学获悉，中国学者近日通过研究实现人工光合作用高效稳定制氢，并首次将光电极使用寿命从“小时级”推进至“月级”。
相关成果日前发表在国际知名期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上。
上述成果由中国科学技术大学孙海定教授团队、熊宇杰教授团队联合武汉大学刘胜院士团队，通过创新设计一种晶圆级可制造的光电极结构，实现了高达10.36%的半电池太阳能制氢效率，并在高电流密度下稳定产氢超过800小时。
光电化学水分解是一种通过阳光和水直接转化为绿色氢气的技术，已成为清洁能源领域的重要研究方向。在光电化学水分解中，光电极的催化活性和长期稳定性是实现高效、可靠氢气生产的关键。
然而，许多传统光电极材料如硅、金属氧化物等易发生光腐蚀与化学腐蚀，并且催化剂与半导体界面结合弱，从而限制了光电极的长期耐久性。
针对这一挑战，研究团队设计并制备了一种可大规模生产的新型光电极结构。随后实验数据印证了这一突破性设计的优势：在高电流密度下稳定产氢超过800小时，首次将光电极使用寿命从小于100小时的“小时级”推进至“月级”。
据介绍，该研究成功突破传统光电制氢装置在效率和可靠性上的瓶颈，为下一步规模化制氢应用打下基础，并有望在能源转换领域发挥重要作用，为全球能源转型和可持续发展提供强有力的技术支持。
