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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）實現了H₂O的整體裂解。

通過密度泛函理論（DFT）計算和實驗結果證實，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。

通過系統地調節單原子S空位含量的自旋PEF強度，將普通的原始CdS轉化為光催化劑，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上解決了太陽能轉換的瓶頸，這將促進光催化性能的顯著提高，從而實現商業化。

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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