姚淑娟副教授在光增强整体水分解研究中取得进展:构建多相CoNi异质结构并揭示“光-热-电”协同机制

近日,我院姚淑娟副教授在国际能源领域权威期刊《International Journal of Hydrogen Energy》(中科院二区,Top期刊)发表了题为“Construction of multiphase CoNi oxyhydroxide/sulfide heterostructure with efficient photo-enhanced overall water splitting performance”的研究论文。

将太阳能与电化学水分解相结合是一种极具前景的可持续制氢方法。然而,在电驱动条件下,通过结构设计来控制光生载流子的分离仍然是一个挑战。本研究采用简便水热法在泡沫镍(NF)基底上原位生长了自支撑钴镍氧氢氧化物/硫化物(CoxNi1-x-OH/S@NF)异质结构。研究发现,通过组分调控策略,不仅能实现材料从纳米片到纳米花的形貌演变,更能有效调控其光响应机制:富镍阴极(Co0.1Ni0.9),凭借高效的界面光生电子提取能力,显著增强析氢反应(HER);而富钴阳极(Co0.9Ni0.1),则利用其拓宽的光吸收和显著的光热效应,加速析氧反应(OER)。二者配对组装成全解水电解槽,获得了低电压驱动和长期稳定运行的卓越性能。这项工作不仅开发了一种低成本、高效率的太阳能辅助水电解催化剂,更重要的是揭示了“金属组分调控 → 异质界面构建 → 光/热/电响应路径切换”的内在机制。本研究为开发低成本、高效太阳能辅助水电解催化剂提供了新的设计思路和实验证据。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2026.157280


