σ-π锚定有机光伏催化剂

高效太阳能制氢

核心引入羰基实现σ-π配位，强锚定铂助催化剂并还原为金属态，提升沉积量与催化活性。

Liang, Yuanxin · Li, Tengfei · Yuhsuan, Lee · Zhang, Zhenzhen · Li, Yawen · Si, Wenqin · Liu, Zesheng · 张闯 · Yan, Qiao · 白书明 · 林禹泽

Angewandte Chemie - International Edition 2023

参数信息

平均析氢速率（单组分）

230.98 mmol h⁻¹ g⁻¹

平均析氢速率（异质结）

323.22 mmol h⁻¹ g⁻¹

外量子效率

10 %

技术优势

铂锚定更强

羰基的高能空π*轨道与铂形成σ-π配位，显著增强对铂物种的锚定并促进其还原为金属态。

析氢速率翻倍

单组分纳米粒子平均析氢速率为230.98 mmol h⁻¹ g⁻¹，异质结纳米粒子进一步提升至323.22 mmol h⁻¹ g⁻¹。

宽光谱响应

异质结纳米粒子在500–800 nm范围内外量子效率约10%。

应用场景

• 太阳能制氢：直接利用太阳光分解水制氢，无需外加偏压。
• 光催化析氢：作为光催化剂，在光照下驱动质子还原为氢气。
• 氢能制备：以太阳能为能源，绿色制备氢气燃料。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用，将光能转化为化学能储存于氢气中。