德国开发出新型有机无机杂化“人工树叶”

德国亥姆霍兹柏林材料与能源中心Michael Lublow教授课题组日前首次设计合成了一种新型有机无机杂化的硅基光阳极（人工树叶）用于光解水产氧。该光阳极最大的特点在于在二氧化硅基底上覆盖着一层极薄（3~4纳米）的透明、耐酸性和高导电性的碳链有机保护层，且该保护层是在二氧化硅基底上电泳沉积点状分布的催化剂RuO2纳米颗粒时引起的乙醇聚合反应形成的。

得益于该保护层的耐酸性（稳定性）和高导电性，基于该光阳极的光伏和光催化工作模式都获得了优异的性能，两者的光电流依次达到了20 mA·cm-2和15mA·cm-2，进一步研究发现基于该光阳极的器件性能尤其稳定，其在光伏模式下连续工作8小时和光催化模式下连续工作24小时情况下，均能保持稳定的功率输出。

得益于该保护层高稳定性、高导电性，光催化解水效率大幅提高，该项研究创新性地引入有机保护层，首次构造出了有机无机杂化的稳定光阳极结构，克服传统光阳极光解水的不稳定性问题，为光催化光阳极设计提供了新思路；同时，该保护层的制备方法具备良好的可扩展性，可沿用到其他半导体材料。（郭楷模编译）