宽带隙半导体在电催化和光催化水分解绿色制氢中的潜在作用
简介：生产绿氢是应对能源危机和环境污染问题的有效途径,具有广阔的应用前景.宽带隙半导体(WBG,Eg＞2eV)在电催化和光催化水分解(WSR)反应中表现出卓越的性能,是可持续生产绿氢的关键催化材料.WBG的长寿命光电荷载流子确保了表面有充足的电子和空穴可供利用.因此,具有适当价带-导带(VB-CB)电势的WBG可以与小带隙材料或敏化剂结合,形成在太阳光下高效的光催化制氢体系.WBG具有接近零的氢吸附自由能(ΔGH*)、高电子迁移率、良好的热稳定性和电化学稳定性,以及优异的可调性,因此也成为一种有前景的电解催化剂.本文从不同角度综述了WBG材料在析氢反应(HER)的电/光催化应用.WBG半导体包括Ⅱ-Ⅵ,Ⅲ-Ⅴ,Ⅲ-Ⅵ,镧系元素氧化物、过渡金属基体系、碳质材料,以及其他体系,如SiC和MXenes.文章详细归纳了有利于制氢的WBG的催化性能,深入分析了能带结构与活性(包括电催化、光催化和光电化学WSR)之间的关系.同时,展望了生产绿氢反应所面临的挑战以及基于WBG催化的未来研究方向.本文旨在促进用于HER和其他应用的新型WBG基电/光催化剂的开发.展开
学者：AthiraKrishnanK.ArchanaA.S.ArshaAmrithaViswamM.S.Meera
在线出版日期：2025-05-09 （网站首发日期）
