近日，南京理工大學(xué)材料學(xué)院張侃教授等通過缺陷誘導(dǎo)的外延生長法，合成出了硫化鎘、硫化鉬異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化劑。保證了人工光合作用制氫的高效率，并且極大地降低了成本。這一研究成果推進(jìn)了高效、清潔的氫能源工業(yè)化生產(chǎn)的步伐。

在人工光合作用過程中，助催化劑在轉(zhuǎn)換效率上扮演著至關(guān)重要的角色。過去主要依賴稀有金屬鉑、金、銥、銠等做助催化劑，雖效率較高，但是價(jià)格昂貴，無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。人們隨后發(fā)現(xiàn)廉價(jià)的硫化鉬具有與金屬鉑類似的析氫催化活性。因此，如何提高二硫化鉬助催化轉(zhuǎn)換效率是推動(dòng)這種無鉑人工光合作用的關(guān)鍵。

張侃與國際合作團(tuán)隊(duì)通過在硫化鉬納米棒表面構(gòu)筑缺陷，調(diào)控合成條件，最終實(shí)現(xiàn)了外延生長的硫化鎘、硫化鉬異質(zhì)光催化劑。在國際上首次獲得了這種共軸外延生長的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種異質(zhì)光催化劑減少了電荷在界面間傳輸時(shí)的能量損耗，在420 nm下的量子效率接近80%。