记者2月21日从中国科大获悉动漫区，近日，中国科学本事大学孙海定讲明团队、熊宇杰讲明团队聚首武汉大学刘胜院士团队，通过鼎新筹办一种晶圆级可制造的新式硅基氮化镓纳米线光电极结构，已毕了高达10.36%的半电板太阳能制氢效能，并在高电流密度下厚实产氢超越800小时，初度将光电极使用寿命从小于100小时的“小时级”推动至“月级”，成效冲破传统光电制氢安装在效能和可靠性上的瓶颈，达到外洋最初水平动漫区，为下一步限制化制氢利用打下基础。该后果日前发表于《当然-通信》。

　　光电化学水领会是一种通过阳光和水径直滚动为绿色氢气的本事，因其环保且可执续的特色，已成为清洁动力范围的伏击斟酌标的。在光电化学水领会中，光电极的催化活性和恒久厚实性是已毕高效、可靠氢气坐褥的关键。干系词，蕾丝女同好多传统光电极材料如硅、金属氧化物等易发生光腐蚀与化学腐蚀，何况催化剂与半导体界面统一弱，导致助催化剂零散与催化活性衰减，从而收尾了光电极的恒久历久性。

　　针对这一挑战，团队筹办并制备了一种可大限制坐褥的新式一维/三维异质异构的光电极结构，由一维氮化镓纳米线阵列和三维硅太阳能电板衬底组成，并初度通过一维氮化镓极性晶面重构计策，通过节略的碱性刻蚀计策暴浮现氮化镓里面的（10-1-1）晶面，加载金纳米颗粒当作助催化剂以此构筑新式的助催化剂/半导体界面，在原子设施上已毕氮化物半导体与助催化剂的电子耦合。

　　执行数据印证了这一冲破性筹办的上风：器件在一个太阳光的映照下取得10.36%的半电板太阳能制氢效能，而且在高电流密度下厚实产氢超越800小时，初度将光电极使用寿命从“小时级”推动至“月级”。这一权臣提高的性能，主要成绩于氮化镓（10-1-1）晶面与金纳米颗粒之间的强耦配合用，不仅优化了金纳米颗粒的电子结构，提高了氢吸附目田能，进而增强了析氢响应的催化活性，同期还提高了氮化镓纳米线名义对金纳米颗粒的锚定智力，防备了响应进程中金纳米颗粒的零散，幸免催化活性衰减。

　　这项斟酌有用惩办了传统三五族化合物半导体如氮化物等与助催化剂界面统一弱的共性繁难动漫区，为改善三五族化合物半导体/助催化剂界面提供了一条节略有用的路线。所提倡的晶面-催化剂界面调控计策权臣提高了光电极的催化活性和恒久厚实性，且可拓展至其他化合物半导体及催化响应体系，为氮化物半导体在东谈主工光合响应中的平时利用奠定了基础，有望在动力交流范围发扬伏击作用，为民众动力转型和可执续发展提供强有劲的本事撑执。（记者 汪乔）