钒酸铋/硅人工叶片

8.4%太阳能制氢

通过梯度氧空位促进电荷分离并负载海胆状FeOOH助催化剂，实现高效稳定的太阳能水分解制氢。

Liu, Boyan · 王鑫 · Zhang, Yingjuan · 朱明山 · Li, Shaobin · 马延航 · 黄维 · 王松灿

Nature Communications 2025

具体参数

光电流密度

{'zh': '7.0', 'en': '7.0'} mA cm-2

太阳能制氢效率

{'zh': '8.4', 'en': '8.4'} %

太阳能制氢效率（放大）

{'zh': '2.7', 'en': '2.7'} %

技术优势

电荷分离强

梯度分布氧空位诱导强偶极场，促进光生载流子分离，抑制复合。

稳定超过520小时

海胆状FeOOH助催化剂保护光阳极，使其在AM 1.5G光照下长时间稳定运行。

效率高达8.4%

与硅光伏电池集成，独立人工叶片实现8.4%的太阳能制氢效率。

可放大至441 cm²

放大后的叶片在自然阳光下仍能保持2.7%的效率，展示实际应用潜力。

应用场景

• 太阳能制氢：直接利用太阳能分解水制氢，无需外部电力输入。
• 人工光合成：模仿自然光合作用，将太阳能转化为化学燃料。
• 绿氢系统：提供零碳排放的氢气生产路径，降低环境足迹。
• 光催化水分解：通过光催化过程在温和条件下分解水，避免高温高压。