太陽能驅動的光催化水分解為生產綠色氫氣提供了一條可持續的途徑，但其實際應用面臨諸多挑戰，包括光催化劑效率低下、OER反應動力學緩慢、嚴重的逆向反應，以及需要分離產生的氫氣和氧氣。
有鑒于此，東京大學Kazunari Domen教授、名古屋大學Qian Wang教授、山東大學Peng Wang等報道設計和開發了一種光催化系統，該系統由兩個獨立的反應部分組成：一個是HER反應池，包含鹵化物鈣鈦礦光催化劑（負載MoSe2的CH(NH2)2PbBr3-xIx）；另一個是OER反應池，包含NiFe LDH修飾的BiVO4光催化劑。
本文要點：
（1）
這些組件通過I3-/I-氧化還原電對連接，以促進電子轉移，實現了高效的全水分解，太陽能到氫氣的轉換效率達到2.47±0.03 %。此外，一個面積為692.5 cm2的戶外放大裝置在自然陽光下進行為期一周的測試時，平均太陽能到氫氣的轉換效率達到1.21 %。
（2）
這項研究和設計策略解決了傳統光催化系統的主要限制，包括H2和O2在相同的反應池中產生，以及H2和O2重新結合的嚴重逆向反應。這項工作為光催化系統設計引入了一種可替代的新型理念，提高了光催化反應體系的效率和實用性。
參考文獻
Fu, H., Wu, Y., Guo, Y. et al. A scalable solar-driven photocatalytic system for separated H2 and O2 production from water. Nat Commun 16, 990 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-56314-x
https://www.nature.com/articles/s41467-025-56314-x
