2D/2D S型铁电异质结光催化剂

去极化场促高效产氢

利用铁电相去极化场与S型异质结界面电场协同，实现光生载流子空间定向分离，产氢性能远超纯相

Haotian, Guo · 姜金辉 · Jiaming, Liang · Chunyang, Wen · 奚新国 · 董鹏玉

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

析氢速率

{'zh': '3607', 'en': '3607'} μmol g⁻¹ h⁻¹

表观量子效率

{'zh': '6.42', 'en': '6.42'} %

技术优势

产氢速率大幅提升

50%C₃N₅/BTNO 的析氢速率达 3607 μmol g⁻¹ h⁻¹，远超纯 C₃N₅ 和 BTNO，归因于去极化场与异质结电场的耦合驱动载流子定向迁移。

内建电场定向分离

铁电 BTNO 的去极化场迫使电子和空穴分别迁移至侧面 {110} 和底面 {001} 晶面，S 型异质结界面电场进一步促进层间分离。

应用场景

• 光催化制氢：替代低活性纯相催化剂，直接利用太阳光全分解水制氢。
• 绿氢制备：全光谱太阳能驱动无碳排放制氢，替代电解水等能耗路线。
• 铁电光催化剂：利用铁电极化场替代贵金属助催化剂，降低材料成本。