城大研減水分解能源損耗 冀助實現 「碳中和」

金屬氧化物是一種極具潛力的「光電化學水分解」催化劑，能將水分子分解為氫氣作為替代能源，但在低電壓下效能大減。城大能源及環境學院聯同澳洲和德國學者發現，摻雜了磷質的氧化金屬催化劑可解決「電荷載流子傳輸」的不良問題，能減少水分解過程的能源損耗，冀為實現「碳中和」提供潛在新方案。

領導團隊的城大能源及環境學院教授吳永豪指，光電化學水分解是利用太陽光結合光催化劑，透過光能和額外的少量電壓供應，讓光催化劑直接將水分子分解為氫氣及氧氣，而釩酸鉍（BiVO4）本屬一種性能極高的光催化劑，但在低電壓下，大量由光激發的電荷載流子無法被使用，導致能源流失，影響水分解的效能。

成果刊《自然通訊》

團隊其後發現，如將「釩酸鉍光陽極」（BiVO4 photoanodes）摻雜磷質，其電荷遷移率將較一般釩酸鉍增強2.8倍，且即使在0.6V的低壓供電下，電荷分離效率仍達80%，較原先高出1.43倍，在1.0V供電下效率更達99%。

另外摻磷的釩酸鉍在0.6V供電下，展現出破紀錄的「光子電流轉換效率」至2.21%，顯示其可改善電荷載流子傳輸，提高光電化學水分解在低壓供電下的製氫效能。吳永豪期望，能透徹理解提高釩酸鉍效能的方法，為有效轉化氫氣以實現「碳中和」的願景提供進一步潛在解決方案。研究成果已在科學期刊《自然通訊》上發表。

美術︰悠然

記者︰歐文瀚