氢作为一种理想的化石燃料替代品，目前被认为是清洁、可再生的未来能源。光电化学（PEC）产氢可以将太阳能转化为氢能，是一种可靠、环境友好的制氢方式。然而，光电极的不稳定性、低能量转换效率阻碍了PEC产氢的实际应用。如何提高光电极的稳定性，是目前该研究领域面临的关键问题之一。

最近，中国科学技术大学俞书宏院士团队设计了一种基于RGO/PdS纳米颗粒（NPs）的空穴提取层（HEL），并用于抑制CdSeTe（CST）光阳极的光腐蚀。这种新型CST/RGO/PdS光阳极展现了出色的耐光腐蚀性能，可在0.5 VRHE下稳定产氢2 h以上。该工作发表在Science China Materials。

还原氧化石墨烯纳米片（RGO）独特的电子特性、大比表面积和出色的光学透过率使其可以作为一种优秀的空穴传输层来改善电荷载流子的传输动力学。结合RGO的空穴传输能力和氧化助催化剂的加速空穴消耗能力，基于RGO/氧化助催化剂的HEL有望同时提高光阳极的稳定性和能量转化效率。

基于空穴提取层的光阳极示意图

研究人员对不同光阳极的抗光腐蚀能力进行了系统研究。CST光阳极受到强烈的光腐蚀影响，其在2 h的测试中光电流的衰减高达50%。虽然CST/RGO和CST/PdS光阳极的光腐蚀现象得到了缓解，但是依然远逊于CST/RGO/PdS的表现（2 h内光电流仅衰减7%）。显然，与其他样品相比，基于RGO/PdS NPs的HEL通过快速转移和快速消耗光生空穴显著的延缓了光腐蚀的发生。瞬态吸收光谱研究表明，CST/RGO/PdS样品中的光生电子的寿命比其他样品长得多，进一步证实了基于RGO/PdS NPs的HEL能够有效抑制光腐蚀并改善光阳极的能量转换效率。

HEL用于抗光腐蚀的研究为增强光电阳极的稳定性提供了一条新的研究思路，而稳定的PEC产氢系统将进一步推动可持续人工光合作用的发展。

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Anti-photocorrosive photoanode with RGO/PdS as hole extraction layer. SCIENCE CHINA Materials; doi: 10.1007/s40843-020-1307-x