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宋少青/姜淑娟/孫傳智ACS Nano：單原子硫空位CdS在自旋極化電場下光催化水整體裂解為H2

光生載流子向氧化還原位點的低效率轉(zhuǎn)移以及高表面反應勢壘是光催化H₂O整體裂解的瓶頸問題。

近日，寧波大學宋少青教授和姜淑娟教授、山東師范大學孫傳智教授（共同通訊作者）等人報道了在沒有助催化劑的情況下，利用單原子S空位六方CdS和自旋極化電場（PEF）實現(xiàn)了H₂O的整體裂解。

通過密度泛函理論（DFT）計算和實驗結(jié)果證實，與庫侖場方向相反的單原子S空位誘導自旋PEF加速了電荷載流子從體相到表面氧化還原位置的輸傳輸動力學。

通過系統(tǒng)地調(diào)節(jié)單原子S空位含量的自旋PEF強度，將普通的原始CdS轉(zhuǎn)化為光催化劑，通過在自然太陽光下釋放大量H₂氣泡，有效地完成H₂O的整體裂解。該工作通過單原子空位工程從本質(zhì)上解決了太陽能轉(zhuǎn)換的瓶頸，這將促進光催化性能的顯著提高，從而實現(xiàn)商業(yè)化。

Photocatalytic H₂O Overall Splitting into H2 Bubbles by Single Atomic Sulfur Vacancy CdS with Spin Polarization Electric Field. ACS Nano, 2021, DOI: 10.1021/acsnano.1c06524.

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06524.

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