由于层间静电势垒的存在，石墨化氮化碳（g-C₃N₄）纳米层之间的定向电荷转移仍然效率低下，这极大地限制了电荷在太阳能转化为燃料中的利用。近日，宁波大学姜淑娟、山东师范大学孙传智等人通过将平面g-C₃N₄纳米片弯曲成氮化碳方管(C₃N₄Ts)，在纳米层之间引入电势来促进层间电子转移，并且将作为电子受体的Ni₂P纳米粒子负载在C₃N₄Ts上（Ni₂P/C₃N₄Ts）以实现高效的析氢。研究结果表明，在Ni₂P/C₃N₄Ts上的析氢效率高达19.25 mmol g^-1h^-1，且有大量可见H₂气泡，分别是负载1 wt%Pt和3 wt%Pd的g-C₃N₄的1.9和2.6倍以上。密度泛函理论（DFT）及表征结果揭示了在C₃N₄Ts的表观电势差下，通过C₃N₄T中间层（001）到Ni₂P（111）实现了有效的定向转移，从而确保了Ni₂P/C₃N₄Ts的高析氢性能。这些结果为材料工程领域提供了一种新颖的策略，即通过引入明显的电势差来提高定向电荷转移，从而提高太阳能转换效率。

Zhexing Lin, Yan Zhao, Jinhua Luo, Shujuan Jiang, Chuanzhi Sun, Shaoqing Song. Apparent Potential Difference Boosting Directional Electron Transfer for Full Solar Spectrum‐Irradiated Catalytic H2 Evolution. Advanced Functional Materials. 2019

DOI: 10.1002/adfm.201908797

https://doi.org/10.1002/adfm.201908797