二维RP钙钛矿光催化剂

产氢速率快90倍

利用晶面结的内建电场显著促进载流子分离，实现高效光催化制氢。

Xing, Wang · Xinyuan, Sui · Mengmin, Wang · 郑昭科 · 袁海洋 · Yang Shuang · 杨化桂 · Peng, Yu · 侯宇

Applied Catalysis B: Environmental 2025

具体参数

光催化产氢速率

{'zh': '639.6', 'en': '639.6'} μmol h⁻¹

产氢速率提高倍数

{'zh': '93', 'en': '93'}

技术优势

产氢速率快90倍

由于晶面结的内建电场促进载流子分离，1.0 wt% Pt/CHPI 的产氢速率达到 639.6 μmol h⁻¹，约为同质量 Pt/MAPbI₃（6.90 μmol h⁻¹）的 93 倍。

晶面结促进载流子分离

DFT 计算表明，晶面结源自 CHPI {001} 与 {010} 晶面因结构各向异性产生的能级差，由此形成的内建电场有助于载流子分离。

无需精密结构调控

仅使用二维 RP 相钙钛矿 CHPI 并负载 1.0 wt% Pt，无需复杂异质结构，即可实现高效光催化产氢。

应用场景

• 光催化制氢：用二维钙钛矿粉体在光照下直接产氢，替代传统贵金属/半导体体系。
• 析氢催化剂：作为析氢催化剂，利用晶面结内建电场提高载流子利用率。
• 光解水制氢：用于光解水制氢，直接利用二维钙钛矿的光吸收和电荷分离。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用，将太阳能转化为氢能，构建人工光合体系。