Domen最新Chem. Rev: 光驱动水分解的颗粒光催化剂

吕佳慧 Jiahui Lyu

2019-08-12

太阳能驱动的水分解提供了一种领先的方法来储存丰富但间歇性的太阳能，并生产氢气作为清洁和可持续的能源载体。光催化水分解的直接途径是应用自支撑颗粒光催化剂，因为基于粉末的系统可以使其自身制造大规模的功能面板，同时保持光催化剂的固有活性。光催化剂颗粒上的光催化涉及三个连续步骤：（a）以比光催化剂的带隙更高的能量吸收光子，导致颗粒中的电子-空穴对的激发;（b）这些光激发载流子的电荷分离和迁移; （c）基于这些载体的表面化学反应。然而，迄今为止所有通过基于粉末的太阳能水分解系统产生氢的尝试都不能达到实际应用所需的效率值。近日，日本东京大学的Domen研究团队（Qian Wang, Kazunari Domen*）专注每个步骤所面临的挑战，并总结了材料的设计策略，以克服光催化水分解的障碍和限制。该篇综述表明，可以利用光合作用的基本原理以及化学和材料科学的工具来设计和制备用于整体水分解的光催化剂。

Qian Wang, Kazunari Domen*. Particulate Photocatalysts for Light-Driven Water Splitting: Mechanisms, Challenges, and Design Strategies. Chem. Rev. 2019

DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00201

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