光解水制氢催化剂研究取得重要进展

据西安交通大学新闻网报道：“能源危机”和“环境污染”是当今世界面临的两大主要难题，半导体材料可以利用太阳能驱动光催化分解水产氢，为洁净的氢能取代化石燃料提供了一种可能。然而，如何提高光催化产氢效率和光催化剂的稳定性，是目前该领域面临的关键科学问题。

近日，西安交通大学电气工程学院电力设备电气绝缘国家重点实验室新型储能与能量转换纳米材料研究中心，首次采用原子层沉积的方法设计了一类新型的具有可控ZnO壳层的CdS@ZnO核壳结构复合催化剂，与传统的液相合成相比，该方法在两种半导体之间得到了接触紧密的界面，有效提高了光生电子和空穴的分离和传输效率，从而使复合半导体的催化效率大幅度提高，该方法制备的CdS@ZnO光催化产氢效率高达98.82 mmol/g/h，是此前报道的CdS-ZnO体系最高产氢效率的5.6倍。此外，由于ZnO壳层可有效阻止CdS核的光腐蚀，使该复合催化剂表现出优秀的光催化稳定性。该成果有望在光催化产氢领域得到广泛应用，实现催化效率和催化稳定性的显著提升。

该研究成果以“Rational design of CdS@ZnO core-shell structure via atomic layer deposition for drastically enhanced photocatalytic H2evolution with excellent photostability”为题于近日发表在纳米材料领域顶级期刊《Nano Energy》上，论文第一作者为电气工程学院博士生马丹丹，通讯作者为电气学院牛春明千人团队石建稳副教授，论文的国际合作者为澳大利亚昆士兰大学王连洲教授，西安交通大学是第一作者与第一通讯单位。

新型储能与转换纳米材料研究中心（http://cne.xjtu.edu.cn）瞄准新能源技术发展前沿，围绕新型储能和能量转换纳米材料研究方向，开展以材料微观/介观结构-化学特性-纳米制备技术为核心的基础研究工作，并以新能源转换与储能系统示范工程的研究和实施带动电气工程学科的发展建设，实现在该领域的理论创新与研究方法的创新。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.06.047