刘岗JACS：表观量子效率达到30%，Sc掺杂TiO2高效光催化全解水

本文介绍了中国科学院金属研究所刘岗研究员团队在光催化全解水领域的研究成果。背景方面，二氧化钛（TiO₂）因其储量丰富被视为可再生能源解决方案，但深能级缺陷和缺乏驱动力限制了其光生电荷分离效率。研究目的是通过Sc掺杂金红石TiO2，钝化Ti³⁺缺陷并增强内建电场，以提高光催化效率。结果表明，Sc3+掺杂使激子结合能降至8.2 meV，激子能自发解离，光生电子和空穴选择性转移到不同晶面。最终，Sc掺杂TiO2在360 nm波长下表观量子产率达30.3%，太阳能-氢能转换效率0.34%，创下环境条件下TiO2光催化剂的最高记录。