近日，内蒙古大学武利民教授、王蕾教授团队在国际期刊《Nature Communications》（自然通讯 ）和《PNAS》（ 美国国家科学院院刊）上发表两项重要研究成果，化学化工学院博士生高瑞廷为第一作者，使用单原子和双原子位点对氧化铁半导体进行改性，连续两次提升其应用在偏压条件下的光电转化效率，达到目前最高值0.51%和1%，分别是未经修饰半导体的7.3倍和9.1倍。

随着人们对可再生和环境友好能源的不断探索，光电化学太阳能水分解技术成为绿色制氢最有前途的战略之一。通过阳光和半导体，将太阳能转化为电能、再利用电能进行电解水反应、将水分解为氢气和氧气的过程中，氧化铁由于其低成本、在碱性/中性电解质中的较为稳定以及适合吸收可见光的带隙而受到了众多研究人员关注。然而，氧化铁也有很多内在的局限性，严重制约了其应用在偏压条件下的光电转化效率。针对此问题，研究团队首次在光电化学领域提出采用原子级调控半导体策略，开发了具有高活性条件下兼具高光电转化效率的氧化铁，在提升太阳能制氢效率方面取得了巨大进步，并为光电化学水分解技术提供了新的发展方向和理论支撑。内蒙古大学化学化工学院博士生高瑞廷说，这对于光电化学领域是一项具有里程碑意义的试验，在科研交流平台被众多科研工作者推荐和收藏，同时吸引许多科研人员在这一方向进行探究。

氢气除在发电、照明、加热和制冷等方面应用外，还可用于化工原料、金属加工、石油加工等方面。高瑞廷表示，实验室设计阳极都是以小面积为主，当面积扩大时，由于受到内阻及均匀性等多方面挑战，样品的性能与面积并不是正比关系，因此对于未来大面积工业化应用还有很长的路要走，但我们坚信这是一条具有长远意义的可持续发展战略，在保证太阳能-氢能转化高效率的前提下，扩大光电极尺寸，以实现大规模氢气制备。

内蒙古作为我国北方重要生态安全屏障、国家重要能源和战略资源基地，在实现国家“双碳”目标和保障国家能源安全的多重要求下，高质量推进氢能产业发展，既是保障国家生态安全和能源安全的一项重大责任，也是走好以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展新路子的现实选择。并且内蒙古具有天然的地理优势，海拔高、日照时间长、太阳能充足、土地辽阔，十分契合光电化学方向的研究。通过单原子/双原子位点对半导体进行修饰，实现高活性光电极对于提升太阳能-氢能转化的研究具有重要意义，对推动我区光电化学领域的发展具有深远意义，同时光电化学产氢也为自治区“氢能源”项目提供有力支持，推动自治区可持续能源发展，促进经济高质量发展。