Pd纳米粒子/GaN纳米线光催化剂

海水直接产氢与双氧水

在无牺牲剂和外部能源条件下，利用太阳光直接从天然海水同步生成氢气和过氧化氢

Salman Nasir, Muhammad · Ying, Zhao · Haotian, Ye · 王韬 · Sheng, Bowen · 宋军 · Li, Jinglin · Wang, Ping · 王新强 · 黄震 · 周宝文

Angewandte Chemie - International Edition 2025

具体参数

氢气产率

{'zh': '2.5', 'en': '2.5'} mmol·cm⁻²·h⁻¹

光到氢效率

{'zh': '4.38', 'en': '4.38'} %

过氧化氢产量

{'zh': '300', 'en': '300'} μmol/L

光到化学效率 (H₂O₂)

{'zh': '0.53', 'en': '0.53'} %

稳定性 (运行时间)

{'zh': '60', 'en': '60'} h

转化数

{'zh': '1.42×10⁷', 'en': '1.42×10⁷'} mol H₂/mol Pd

技术优势

空穴提取和*OH清除一步完成

Pd纳米颗粒同时作为高效空穴提取器和*OH清除剂，从根源上抑制了*OH累积导致的催化剂失活。

海水Cl⁻离子直接助力反应

海水中的氯离子通过改善电荷动力学并降低Pd位点上关键*OH自耦合步骤的能垒，促进了H₂O→H₂+H₂O₂转化。

真正的无偏压全分解海水

在无牺牲剂、无外部能源的纯太阳光驱动下，从天然海水中同时产生H₂和H₂O₂，无需任何外加偏压。

长寿命高转化数

催化剂稳定运行长达60小时，其转化数达到1.42×10⁷ mol H₂/mol Pd，表明Pd活性位点不易失活。

应用场景

• 太阳能燃料：仅用太阳光将海水转化为可储存的氢燃料。
• 海水光催化：直接利用天然海水，无需预淡化或高纯水。
• 绿氢制备：零碳排放、无偏压的绿色氢气生产路径。
• 可再生资源制化学品：同步联产高附加值化学品H₂O₂，替代高能耗蒽醌法。