氫作為一種理想的化石燃料替代品，目前被認為是清潔、可再生的未來能源。光電化學（PEC）產氫可以將太陽能轉化為氫能，是一種可靠、環境友好的制氫方式。然而，光電極的不穩定性、低能量轉換效率阻礙了PEC產氫的實際應用。如何提高光電極的穩定性，是目前該研究領域面臨的關鍵問題之一。

最近，中國科學技術大學俞書宏院士團隊設計了一種基于RGO/PdS納米顆粒（NPs）的空穴提取層（HEL），并用于抑制CdSeTe（CST）光陽極的光腐蝕。這種新型CST/RGO/PdS光陽極展現了出色的耐光腐蝕性能，可在0.5 VRHE下穩定產氫2 h以上。該工作發表在Science China Materials。

還原氧化石墨烯納米片（RGO）獨特的電子特性、大比表面積和出色的光學透過率使其可以作為一種優秀的空穴傳輸層來改善電荷載流子的傳輸動力學。結合RGO的空穴傳輸能力和氧化助催化劑的加速空穴消耗能力，基于RGO/氧化助催化劑的HEL有望同時提高光陽極的穩定性和能量轉化效率。

基于空穴提取層的光陽極示意圖

研究人員對不同光陽極的抗光腐蝕能力進行了系統研究。CST光陽極受到強烈的光腐蝕影響，其在2 h的測試中光電流的衰減高達50%。雖然CST/RGO和CST/PdS光陽極的光腐蝕現象得到了緩解，但是依然遠遜于CST/RGO/PdS的表現（2 h內光電流僅衰減7%）。顯然，與其他樣品相比，基于RGO/PdS NPs的HEL通過快速轉移和快速消耗光生空穴顯著的延緩了光腐蝕的發生。瞬態吸收光譜研究表明，CST/RGO/PdS樣品中的光生電子的壽命比其他樣品長得多，進一步證實了基于RGO/PdS NPs的HEL能夠有效抑制光腐蝕并改善光陽極的能量轉換效率。

HEL用于抗光腐蝕的研究為增強光電陽極的穩定性提供了一條新的研究思路，而穩定的PEC產氫系統將進一步推動可持續人工光合作用的發展。

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Anti-photocorrosive photoanode with RGO/PdS as hole extraction layer. SCIENCE CHINA Materials; doi: 10.1007/s40843-020-1307-x