Nat Commun：光热催化+钙钛矿：无偏置水分解效率突破15%，稳定运行115小时

钙钛矿基太阳能水分解系统是应对环境挑战的有力候选者，其太阳能-氢能（STH）转换效率已超过商业化门槛（>10%）。然而，由于对电荷载流子动力学的原位/操作过程理解不足，其操作稳定性仍不理想。

本研究延世大学Jooho Moon等人通过近红外（NIR）光热催化调制，探究了电荷积累对操作稳定性的影响。在操作近红外切换下的电化学分析表明，氢析出反应动力学增强，电荷复合减少。原位分析证实，降低电荷积累可抑制钙钛矿层中的离子迁移，从而提高操作稳定性。近红外辐照的阴极在0 VRHE条件下，实现了25.48 mA cm⁻²的光电流密度，并在310小时内保持初始光电流密度的90%。

结合近红外辐照的钙钛矿水分解阴极与平行光照共面系统，在无偏压条件下运行，实现了15.18%的STH效率，并在115小时内保持初始性能的70%。

研究亮点：

1. 近红外光热催化策略：通过近红外激光局部加热催化剂，显著提升氢析出反应动力学，降低电荷复合与积累，从而提高器件稳定性。

2. 稳定性大幅提升：阴极在近红外照射下，操作稳定性从6小时延长至310小时，保持90%以上初始光电流，无偏置整体水分解系统也能在115小时内保持70%性能。

3. 揭示失效机制：首次通过操作原位手段，阐明电荷积累是引发钙钛矿层离子迁移与器件降解的关键因素，为后续界面工程与催化剂设计提供指导。

Jeong, CS., Jeong, W., Yun, J. et al. Operando insights into stability of perovskite-based solar water splitting devices. Nat Commun (2026).

https://doi.org/10.1038/s41467-026-68357-9

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