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記者21日從中國科學技術大學獲悉,該校孫海定教授團隊、熊宇杰教授團隊聯(lián)合武漢大學劉勝 院士團隊,通過創(chuàng)新設計一種晶圓級可制造的新型硅基氮化鎵納米線光電極結構,實現(xiàn)了高達10.36%的半電池太陽能制氫效率,并在高電流密度下穩(wěn)定產(chǎn)氫超過800小時,首次將光電極使用壽命從小于100小時的“小時級”推進至“月級”,成功突破傳統(tǒng)光電制氫裝置在效率和可靠性上的瓶頸,達到國際領先水平,為下一步規(guī)模化制氫應用打下基礎。相關研究成果日前發(fā)表于《自然·通訊》。 研究人員表示,這項研究有效解決了傳統(tǒng)三五族化合物半導體如氮化物等與助催化劑界面結合弱的共性難題,為改善三五族化合物半導體/助催化劑界面提供了一條簡單有效的途徑。所提出的晶面-催化劑界面調(diào)控策略顯著提升了光電極的催化活性和長期穩(wěn)定性,且可拓展至其他化合物半導體及催化反應體系,為氮化物半導體在人工光合反應中的廣泛應用奠定了基礎。
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