报告题目：卤化物钙钛矿光催化产氢性能研究

报告时间：2025.6.5 16:00-17:00
报告地点：16-921
报告人：王朋

报告人简介：
王朋，教授，博士生导师，山东大学，国家海外高层次入选者，齐鲁学者，2010年毕业于山东大学晶体所，并获博士学位，2013年获得全国优秀博士学位论文。毕业后先后在日本东京大学(ISPS)和美国阿贡国家实验室从事博士后研究工作。主要从事钙钛矿太阳能制备绿氢研究，研究内容涉及钙钛矿催化剂设计制备、钙钛矿晶体生长制备、钙钛矿催化剂产氢、钙钛矿催化剂二氧化碳还原以及光(电)催化制氢和储氢等方面。截至目前，以第一作者或通讯作者在Nat. Commun., Adv.Mater., Energ.Environ.Sci, J. Am, Chem. Soc., Nano Lett, ACS Nano, Angew Chem Int Ed.等国际知名期刊上发表系列研究论文，总引用次数超过10000次，H因子50。近5年受邀在国内外学术会议做邀请报告、主题报告等20余次，并担任Rare Metals客座编辑等。

报告简介：
光催化分解水制备绿氢作为利用太阳能解决未来能源短缺和实现“双碳”目标的有效方案之一，受到世界各国科学家们的广泛关注。然而，受限于光吸收范围窄、光生载流子传输分离难以及光生载流子利用率低等问题，传统光催化剂活性较低，制约了其实际应用。因此，探索新型高效可见光光催化剂，对推动光催化技术发展及其实际应用具有重要的意义。

卤化物钙钛矿带隙窄，能有效地利用太阳光的能量，载流子寿命长，空穴传输距离长，利于光生载流子的分离。其已经在太阳能电池领域取得了重大突破，因此钙钛矿半导体材料是一种潜在的优异的光催化剂。但其在光催化分解水产氢领域的研究进展缓慢，导致这一问题的关键在于其不能稳定地存在于水溶液中同时其能带结构无法满足水分解的要求。彻底有效地解决以上问题对卤化物钙钛矿在光催化分解水产氢应用中至关重要。针对以上两个问题，首先我们基于钙钛矿在溶液中的晶体生长机制，提出利用钙钛矿纳米晶生长的母液作为反应溶液进行光催化产氢研究；随后，我们利用I3-/I-氧化还原对将卤化物钙钛矿和产氧光催化剂相结合，实现了光催化整体水分解反应。

我们设计并开发了一种由析氢反应（HER）和析氧反应（OER）两个独立的部分组成的Z-scheme光催化水分解体系：混合卤化物钙钛矿FAPbBr3-xIx（FPBI, FA = CH(NH2)2+）光催化剂用于分解HI产氢，同时负载MoSe2作为助催化剂促进载流子的传输及分离，提高了光催化活性；在FTO玻璃上生长的BiVO4光催化剂用于氧化水产氧，同时负载NiFe-LDH来改善电荷分离并提供水氧化活性位点。这两部分通过I3-/I-氧化还原偶联桥接以促进电子转移，实现了高效的整体水分解，STH效率达到2.50%。这种设计允许H2和O2的分离生产，完全避免了氢氧逆反应。随后，我们将该体系整合到设计的平板式反应器中用于室外规模化示范。692.5 cm2的户外放大装置在自然光照下进行了为期一周的测试，化学计量的H2和O2分别在不同的隔间中产生和收集，平均STH效率达到1.21%。

代表性论文：

1. Nat. Commun. 2025, 16, 990.

2. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202411016

3. Adv. Mater. 2023, 2208915.

4. Energy Environ. Sci. 2022, 15, 1271.

5. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202508893