太阳能氢生产效率世界纪录破纪录—“蠕虫状”赤铁矿光电阳极打破了旧纪录

太阳能氢生产效率创下了新的世界纪录，新的5.3％的破纪录效率超过了之前的4.2％，这在很大程度上要归功于新的“蠕虫状”赤铁矿光电阳极的开发。新的光电阳极是由韩国蔚山国立科学技术研究院（UNIST）和日本东京大学的研究人员开发的。

研究人员通过使用全新的方法/不同的材料，使效率从创纪录的4.2％跃升至5.3％，这是令人印象深刻的，而以前的记录是由研究人员（来自瑞士洛桑高等理工学院（Ecole Polytechnique de Lausanne））使用稳定的氧化物半导体光阳极，通过使用新的蠕虫状赤铁矿光阳极创造了新的记录。

带有蠕虫状赤铁矿光阳极的PEC细胞示意图。版权所有UNIST

就太阳能水分解技术而言，常规的日常赤铁矿（铁锈，Fe2O3）是一种非常有效的半导体光催化剂，这要归功于其吸收大量阳光的能力，在水中的高度稳定性，高可用性/低价格以及对环境无害的特性-但它具有重大缺陷，导电性极差。该缺陷限制了太阳能水分解技术的潜在性能，但是，现在，研究人员创建的新型改性赤铁矿解决了这一限制。

UNIST的新闻稿解释了：

研究人员进行了一系列修改，以改善赤铁矿的性能。首先，通过使用纳米材料合成技术产生了独特的单晶“蠕虫状”形态。第二，将少量铂作为掺杂物引入赤铁矿晶格中。最后，使用钴催化剂帮助氧释放反应。这些修改减少了由于电荷重组引起的能量损失，并带来了创纪录的太阳能到氢的转换效率。

“实际应用太阳能分水技术需要10％的效率。达到这一水平还有很长的路要走。然而，我们的工作已超过5％达到了一个重要的里程碑，这已成为该领域的心理障碍。” UNIST的首席研究员Jae Sung Lee说。“它还表明，精心设计的制造和修饰策略可以有效地获得高效的光催化剂，并有望在不久的将来实现我们最终的目标，将太阳能转化为氢的效率提高10％。”

这项新研究刚刚发表在《科学报告》杂志上。