在光催化剂上的常规光管理方法是集中光强度以提高催化速率。

有鉴于此，多伦多大学Geoffery A. Ozin和Nazir P. Kherani等人，提出了一种违反直觉的方法，其中根据光最大化的原理，将光强度分布在电子光饱和极限以下。

本文要点

1）通过在反应气体H₂+CO₂气氛下在光强诱导的氢氧化物生长的饱和点以下操作，光波导上的缺陷工程In₂O₃-x(OH)y纳米棒反向水煤气变换太阳能燃料催化剂的涂层性能比涂层平面高出2.2倍。此外，沿着波导长度的光分布增加了弱吸收的绿色和黄色波长的光程长度，这使可见光中CO的生成速率增加了8.1-8.7倍。

2）与波导上的薄掺杂硅协同配对可将CO生产率比可见光提高27％。此外，In₂O₃-x(OH)y体系的持久光电导行为可以在关闭光照明后的2 h内以相当的速率产生CO，从而使产量提高了44％至62％，超过了仅加热的产量。

3）持续光催化的实用性通过室外太阳能聚光器测试得到了证明，该测试在昼夜循环之后显示，CO的产量比只在白天光照的时间段增加了19%。

参考文献：

Loh, J.Y.Y., Mohan, A., Flood, A.G. et al. Waveguide photoreactor enhances solar fuels photon utilization towards maximal optoelectronic – photocatalytic synergy. Nat Commun 12, 402 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-020-20613-2

https://doi.org/10.1038/s41467-020-20613-2