过氧化氢(H₂O₂)是一种强大的工业氧化剂和潜在的碳中性液体能量载体。从地球上最丰富的O₂和海水中通过阳光驱动合成H₂O₂是非常可取的。然而，颗粒光催化系统中H₂O₂合成的太阳能化学效率较低。

在这里，海南大学王宁教授，Qiang Luo提出了一种基于钴单原子负载在硫掺杂石墨碳氮化物/还原氧化石墨烯异质结构(Co-CN@G)上的协同阳光驱动光热光催化系统，以促进天然海水中的H₂O₂光合作用。

文章要点

1）凭借Co单原子与异质结构之间的光热效应和协同作用，Co-CN@G在模拟太阳光照射下实现了超过0.7%的太阳能化学效率。

2）理论计算证实，单原子与异质结构的结合显着促进了电荷分离，促进了O₂的吸收，降低了O₂还原和水氧化的能垒，最终促进了H₂O₂光生产。

3）单原子光热-光催化材料可以提供以可持续的方式从取之不尽的海水中大规模生产H₂O₂的可能性。

参考文献

Wang, W., Song, Q., Luo, Q. et al. Photothermal-enabled single-atom catalysts for high-efficiency hydrogen peroxide photosynthesis from natural seawater. Nat Commun 14, 2493 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-38211-3

https://doi.org/10.1038/s41467-023-38211-3