太阳能光解水制氢研究取得重要进展

据青岛大学新闻网报道：近日，青岛大学物理科学学院赵海光教授、王乙潜教授与加拿大国立科学研究院François Vidal教授、瑞典吕勒奥理工大学Alberto Vomiero教授合作在太阳能光解水制氢领域取得重要进展，相关研究成果以“Colloidal thick-shell pyramidal quantum dots for efficient hydrogen production”为题发表在国际能源领域的顶级期刊《Nano Energy》（volume 53, pages 116-124, 2018）上，该期刊影响因子为13.120。该论文第一作者为赵海光教授，François Vidal教授、王乙潜教授与Alberto Vomiero教授为共同通讯作者，青岛大学为第一单位。（论文DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.08.042）。

氢能因其储量丰富、清洁、可再生等优点被认为是取代石油、煤和天然气的理想的绿色能源，利用太阳能光解水制氢将是解决能源短缺问题的有效途径。但目前制备氢气的设备复杂，制备成本昂贵。当前研究热点主要集中在解决半导体电极材料对太阳光的有效吸收、激子对的有效分离和传导等问题。

该项研究成果利用带有合金过渡层结构的锥体量子点制备太阳能光电化学制氢器件。与球型量子点相比，锥体量子点中的电子空穴对空间分布不对称，因此电子空穴更容易分离和传导，从而可提高电极中的电子密度。此外，过渡层结构不仅能提高量子点对太阳光的有效吸收（300-700 nm），还能降低空穴的累积效应，提高空穴的转移速率。所制备的光电化学器件具备良好的稳定性和较高的光-气转换效率。异质结非对称结构量子点在光电器件领域具有极大的发展潜力。