Solar-driven natural seawater splitting for simultaneous generation of green hydrogen and peroxide
Year: 2025
Type: article
Abstract: 本文报道了一种利用太阳能分解海水同时制备绿色氢气和过氧化氢（H₂O₂）的高效光催化策略。研究团队基于硅衬底负载的钯纳米颗粒修饰氮化镓纳米线阵列（Pd NPs/GaN NWs），通过分子束外延与光沉积技术构建复合催化剂。实验表明，该体系在3 W cm⁻²光照下析氢速率达25 mmol cm⁻² h⁻¹，太阳能-氢能转化效率达4.38%，且可稳定运行60小时。机理研究发现，海水中的氯离子（Cl⁻）通过削弱羟基自由基（·OH）在催化剂界面的吸附强度，显著降低羟基自偶联生成H₂O₂的能垒（从4.63 eV降至2.18 eV），同时促进光生载流子分离效率。理论计算与光谱表征证实，Pd NPs可高效提取空穴并调控反应路径，实现H₂与H₂O₂的协同生成。该研究为海水资源化利用及绿色能源联产提供了新思路。
Authors: Yixin Li, Salman Nasir Muhammad, Baowen Zhou
Institution: Shanghai Jiao Tong University
Language: English
Field: Energy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4411196388