澳科大科研团队利用太阳能实现高效环保化学品制备

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澳门科技大学创新工程学院材料科学与工程系吴昊助理教授领导的科研团队,近日在国际能源领域顶尖期刊 ACS Energy Letters(影响因子: 18.2)发表了最新研究成果。

该论文题为Promoting Selective Water Oxidation to Hydrogen Peroxide in BiVO₄ Photoanode: Interplay of Preferential Crystal Facet and Adsorbed Bicarbonate(DOI: 10.1021/acsenergylett.5c02383),由澳科大博士后研究员屈松莹为第一作者,吴昊助理教授与沙特阿卜杜拉国王科技大学的NG Yun Hau教授共同担任通讯作者。

澳科大科研团队研究了钒酸铋半导体晶面与碳酸氢根的协同作用提高光电水氧化制备消毒水选择性

研究针对太阳能转化领域长期存在的挑战,即如何在光电化学水氧化反应中高选择性制备消毒水(H2O2)提出了新思路。消毒水作为一种绿色化工产品,广泛应用于医用消毒、环境治理及工业生产,但在传统光电化学过程中,其生成常受到氧气析出反应的竞争限制。

科研团队发现,只要对光吸收材料的表面进行精心设计,并在水中加入类似小苏打的常见电解质,就能大幅提升将水转化为消毒水的效率。在模拟太阳光照下,这一新设计的产氢消毒水效率比传统方法高出近四倍,并创下新的效率纪录。这一突破结合了先进的实验手段与计算模拟,帮助科学家更好地理解材料表面与反应环境如何协同推动化学转化。

吴昊助理教授在第十届亚太催化国际会议中汇报此项最新研究成果

今年8月初,吴昊助理教授受邀于新加坡举行的第十届亚太催化国际会议作特邀报告,并向国际学术界介绍了这项最新成果,进一步提升了澳科大在能源材料与催化领域的国际影响力。

吴昊助理教授表示,这一研究不仅深化了我们对光电化学反应选择性的基础理解,也为可持续绿色化工品的太阳能合成提供了新途径。这正展示了通过理性材料设计来突破能源转化固有限制的可能性。

该研究工作获澳门特别行政区科学技术发展基金(FDCT, 0125/2022/A and 0006/2023/RIB1)以及国家自然科学基金委(NSFC, 22305009)的支持。

参考文献:

Qu, S. et al., Promoting Selective Water Oxidation to Hydrogen Peroxide in BiVO₄ Photoanode: Interplay of Preferential Crystal Facet and Adsorbed Bicarbonate. ACS Energy Lett. 2025, 10, 4535–4542. DOI: 10.1021/acsenergylett.5c02383