综合来看,这项研究表明晶面上光生电子和空穴的有效空间分离是由于时空各向异性的电荷转移机制共同决定的,该复杂机制可以通过各向异性晶面和缺陷结构来可控的调整。而时空追踪电荷转移的能力将极大促进对能源转换过程中复杂机制的认识,为理性设计性能更优的光催化剂提供了新的思路和研究方法。

瑞士伯尔尼大学Ulrich Aschauer教授认为,“这种在单粒子尺度上高时空分辨地追踪电子和空穴转移和分布的方法建立了前所未有的研究方式,可以极大的拓展我们对光催化功能背后基本微观机制的深入认识,从而为诊断光催化过程的瓶颈问题,以及如何成功发展高效光催化粒子的调控策略带来了巨大的希望;通过基于这些认识所发展的光催化剂调控策略,例如缺陷结构的精确设计,其它材料和助催化剂理性组装等,有望实现光催化分解水产氢效率的最大值。”

10月12日,我所举行“大连化物所首次‘拍摄’到纳米颗粒光催化剂光生电荷转移演化全时空图”集中采访会。会议采取线上线下相结合的模式,由我所副所长王峰主持。包括新华社、中央电视台、中央人民广播电台、中国国际广播电台、光明日报、经济日报、中国日报、科技日报、中国新闻社、中国青年报、人民网、中国网、瞭望、中国科学报、中国能源报、北京日报、新京报、辽宁电视台、上海文汇报、解放日报等媒体记者参加了会议。

会上,李灿详细介绍了科研人员如何综合集成多种不同的技术揭示复杂的多重电荷转移机制的微观过程,并“拍摄”到纳米颗粒光催化剂光生电荷转移演化的全时空图像。参会媒体针对该成果的重点难点、未来工作目标等方面进行线上提问,李灿等科研人员进行了现场解答,会上气氛热烈。

相关研究成果以“Spatiotemporal imaging of charge transfer in photocatalyst particles”为题,于10月12日发表于《自然》(Nature)上。该工作共同第一作者是我所DNL16陈若天副研究员和十一室任泽峰研究员。该项工作得到国家自然科学基金委“人工光合成”基础科学中心项目、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划、国家重点研发计划以及我所创新基金等项目的资助。