Ni(OH)₂/Ni共沉积光催化剂

可见光产氢104.5 mmol/g/h

一步光沉积将Ni(OH)₂和Ni双助催化剂同时锚定在孪晶Cd₀.₅Zn₀.₅S上，实现表面氧化还原反应的协同催化，大幅提升光催化析氢效率。

刘兴 · Longxin, Hu · Rui, Dai · 赖华 · 李俊华

Renewable Energy 2026

参数信息

析氢速率

104.5 mmol g⁻¹ h⁻¹

量子产率

50.1 %

析氢速率（牺牲剂体系）

80.0 mmol g⁻¹ h⁻¹

析氢速率（纯水）

21.7 μmol g⁻¹ h⁻¹

技术优势

氧化还原分工明确

Ni 专门负责水还原析氢，Ni(OH)₂ 捕获空穴并催化牺牲剂氧化，两个半反应不再互相拖累。

孪晶内建电场助分离

孪晶界面形成内建电场，把光生电子和空穴往相反方向拉，体相复合被大幅抑制。

自然光纯水也能产氢

不依赖牺牲剂就能在纯水中用太阳光产氢，为实际应用扫清了一大障碍。

一步光沉积制备简单

Ni(OH)₂ 和 Ni 通过一步光沉积同时锚定，省去多步合成，条件温和易放大。

应用场景

• 光催化析氢：用双助催化剂分工催化氧化还原半反应，大幅提升可见光析氢速率。
• 太阳能制氢：直接利用太阳光分解水制氢，无需外加偏压或复杂装置。
• 绿氢生产：纯水中光照即可产氢，不依赖牺牲剂，过程清洁无碳排放。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用电荷分离机制，孪晶内建电场提高能量转换效率。