上证报中国证券网讯(记者韩远飞)近日，中国科学院大连化物所太阳能研究部(DNL16)李灿院士、范峰滔研究员等联合厦门大学李剑锋教授团队，在水氧化反应的电化学成像研究中取得新进展，为突破太阳能光(电)催化反应的“瓶颈”提供了全新的机理认识。
太阳能光(电)催化水分解能够提供清洁可再生的燃料，其中水氧化反应涉及多个电子和质子的协同转移，是制约整体效率提升的关键步骤。针对这一问题，研究团队发展了纳米空间分辨的原位电化学成像方法，在液相反应条件下对异质纳米催化剂表面的局域反应活性和动力学过程进行了可视化追踪。通过外球电子转移反应成像，研究人员实现了液相中催化剂表面电荷浓度的定量化“滴定”，为解析水氧化反应动力学提供了关键基础。
研究发现，水氧化反应并不是由固定不变的静态活性位点简单主导，而是由表面空穴浓度驱动的动态过程。高效水氧化反应依赖于多空穴协同积累机制，空穴不仅是反应所需的“电荷载体”，还参与调控催化剂表面结构，使活性中心在反应过程中发生动态适应。
这一认识推动了水氧化催化机制从传统的“静态活性位点模型”转向“电荷介导的动态活性系统模型”，为下一代人工光合作用催化剂设计提供了新思路：不仅需要优化材料的静态结构，还应精准调控光生电荷与催化剂结构之间的动态耦合。
