近日，我院范荣磊助理研究员（共同通讯作者）、沈明荣教授（共同通讯作者）与合作者在构建高效稳定Si光阴极用于碱性太阳能分解水制氢方面取得了创新性成果。相关工作的第一作者为2021级博士研究生陈聪，以苏州大学 为第一单位，以“Gradient-Structuring Manipulation in Ni3S2 layer Boosts Solar Hydrogen Production of Si Photocathode in Alkaline Media”为题发表在Advanced Energy Materials上。（影响因子：29.368）
光电化学（PEC）分解水是一种将太阳能转换成氢能的极具吸引力的技术，是解决能源短缺和环境问题最有前途的方法之一。Si具有低成本、窄带隙、储量丰富以及合适的能带结构等优势，被广泛应用于PEC分解水。但是，由于Si表面在碱性电解质中容易受到腐蚀且析氢反应动力学缓慢，设计高效稳定的Si光阴极仍然充满挑战。
本工作在p-Si光阴极表面构建具有梯度结构的Ni3S2（G-Ni3SxO2-x）多功能层用于碱性太阳能分解水制氢。G-Ni3SxO2-x不仅能提供大量的析氢反应活性位点，同时能加快电荷分离、传输以及气泡的释放。更重要的是，G-Ni3SxO2-x和Si基底保持良好的接触，有效释放了G-Ni3SxO2-x和Si基底之间的应力。最终，该Si光阴极在1 M NaOH电解质中取得了3.9 %的效率以及120 h的稳定性。这一发现为在碱性电解质中制备高效稳定、非贵金属催化剂集成的Si光阴极分解水制氢提供了一种新的研究思路。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202102865
