【科技日报】“补钙”后的聚合物半导体材料大幅提升光解水制氢效率
科技日报·2025-10-11 09:41

在这项研究中,科研人员提出了一种叫作"晶格工程"的策略,调整了PTI的生长"配方",将原有的 氯化锂/氯化钾混合熔盐,更换为氯化锂/氯化钙混合熔盐,使PTI在生长过程中引入钙元素,最终制备 出 一种钙掺杂PTI六棱纳米盘。这就是所谓的"补钙"过程。 实验结果显示,"补钙"后新材料中电子与空穴之间的束缚力显著降低,其结合能从原来的48.2 meV (毫电子伏特)大幅降至15.4 meV。"这个值已低于室温下的热扰动能,意味着激子可以自动'解散', 形成自由移动的电荷。我们利用超快光谱技术,直观地捕捉到了这一快速解离过程。"刘岗说。 值得一提的是,解离后的电子和空穴能够沿着不同路径移动,如同行驶在规划好的"单行道"上,实 现了制氢与制氧反应在空间上的分离,有效避免了互相干扰和副反应。 中国科学院金属所供图 利用太阳能高效分解水制氢迎来新进展。记者从中国科学院金属研究所获悉,该所科研人员通过给 一种名为聚三嗪酰亚胺(PTI)的聚合物半导体材料"补钙",成功优化了其生长过程,使其内部的光生 电荷更容易分开,并且各行其道,大幅提升了光解水制氢效率。相关研究成果发表于《自然-通讯》杂 志。 PTI是一种以碳、氮为主要成分 ...