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光或者光电化学（PEC）的水分解是制备可再生氢气燃料的有效、绿色途径，但如何设计经济、稳定、高效的PEC水分解装置一直面临巨大的挑战。近年来，伦敦大学学院（UCL）的唐军旺教授带领的Solar Energy & Advanced Materials（SEAM）团队在光催化的CO₂转化、CH₄光转化为高附加值的化学品、光合成氨、光催化的水汽净化，特别是PEC水分解方面的研究工作获得了国内外的广泛关注（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 8221-8225; Adv. Energy Mater., 2016, 6, 1502268; Adv. Energy Mater., 2014, 4, 1301590; Chem. Eur. J., 2014, 20, 12954）。近日，该课题组联合大连化物所的张涛院士撰写题为Photoelectrochemical devices for solar water splitting-materials and challenges的综述文章，以tutorial review的形式发表在化学领域权威期刊Chemical Society Reviews 上，全面综合性地总结了PEC水分解的发展现状，并在此基础上，对该领域未来的发展方向进行展望，并深入探讨了即将面临的挑战。

该综述循序渐进，首先介绍了光电化学领域涉及的半导体物理、半导体-溶液界面和光电水解的三个重要过程（载流子的产生、载流子的分离与传输和表面氧化还原反应）。其次，他们对现有的不同PEC水分解装置（PEC、PV-PEC、PV/electrolyser tandem cell）的工作原理进行了详细的介绍及技术评论。此外，文章还对光电极材料的选择、调控及表面修饰进行了深入的总结和探讨，提出了制备高效且稳定的PEC水解制氢装置面临的挑战和未来的发展走向。上述工作受到英国工程和自然科学研究委员会（EPSRC）以及中国国家留学基金委（CSC）的大力支持。（图文/姜超然）

该论文作者为：Chaoran Jiang, Savio J.A. Moniz, Aiqin Wang, Tao Zhang and Junwang Tang

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Photoelectrochemical devices for solar water splitting – materials and challenges

Chem. Soc. Rev., 2017, DOI: 10.1039/C6CS00306K

导师介绍

张涛

http://www.x-mol.com/university/faculty/22786

唐军旺

http://www.x-mol.com/university/faculty/41917

UCL-SEAM团队主页

http://www.ucl.ac.uk/solar-energy-advanced-materials/

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