材料院在Nature子刊《Nature Communications》发表氢能最新研究成果

发布日期：2018年10月08日作者：编辑：沈立芹审核：点击：[]

近日，材料院周莹教授课题组与瑞士苏黎世大学和中国科学院理化技术研究所等合作，在《Nature Communications》上发表了研究题为“Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution with Ligand Engineered All-Inorganic InP and InP/ZnS Colloidal Quantum Dots”的研究论文，申博sunbet现金网_菲律宾sunbet下载-【官方网站】为第一作者和共同通讯作者单位，申博sunbet现金网_菲律宾sunbet下载-【官方网站】青年教师于姗博士为第一作者。

氢能是清洁可再生的高能量密度燃料，早在上个世纪七十年代，即已提出氢能经济这一概念。氢能经济的前提是能绿色、低成本、高效的获得氢气。当前，氢气最主要的来源是天然气的改性重整，但这种方式得到的氢气从根本上不能做到可再生。以太阳能为直接驱动力的光解水制氢被认为是最理想的途径。

表面为硫离子的InP量子点用于光催化制氢的示意图

在该工作中，首次报道了低毒性InP量子点这一新型光催化制氢材料，填补了非镉系二元量子点在这一领域的空白。成功制备了一系列形貌规整且具有不同能带结构的InP量子点。在抗坏血酸和镍离子的协助下，这一系列量子点均可在标准太阳光下实现有效的光催化制氢。为减少量子点表面的缺陷，在其表面覆盖了ZnS，使得体系的制氢效率得到进一步提升，制氢转化数达128,000，在525 nm光照下内量子效率可达31%。通过飞秒尺度的瞬态吸收光谱等表征手段，从机理上证明了量子点表面的硫离子配体可在该体系中有效促进体系的电荷分离和后续的催化反应。

该工作展示了InP量子点作为光催化制氢材料的良好应用前景，打破了传统镉系二元量子点材料在该领域的垄断。此外，InP量子点的应用还可以拓展至其他新能源相关领域，如太阳能电池等。

研究工作得到了国家自然科学基金，中国-瑞士国际科技合作项目、申博sunbet现金网_菲律宾sunbet下载-【官方网站】杰出青年基金、申博sunbet现金网_菲律宾sunbet下载-【官方网站】国际交流和研发项目以及申博sunbet现金网_菲律宾sunbet下载-【官方网站】青年科技创新研究团队等项目的资助。

全文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06294-y

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