普林斯顿大学Iain McCULLOCH教授于理大高等研究院讲座介绍新一代太阳能燃料

由再生能源从水生产出来的「绿色氢气」，有望成为未来燃料的关键，为广泛业界应用提供清洁、零碳能源。它亦可与间歇性的太阳能发电系统结合，以提供额外的能源储存。然而，太阳能制氢在大规模应用及经济成本方面仍面临诸多挑战。「光化学水分解」是其中极具潜力的解决方案，透过利用吸光半导体纳米粒子，驱动粒子表面上的氧化还原反应。

在2025年10月2日举行的理大高等研究院讲座上，美国普林斯顿大学Iain McCULLOCH教授分享了光化学分解水的最新进展。他的讲题为「以太阳能驱动化学反应」，重点介绍了能够驱动粒子表面上的氧化还原反应的吸光半导体纳米粒子。此次讲座吸引了超过80位现场参加者，并有超过15,500名在线观众透过多个社交媒体平台同步收看。

McCulloch教授在演讲伊始，简要介绍了由有机半导体光催化剂的发展，这些材料可以通过化学调控，强烈吸收在紫外—可见光谱内的波长。他的研究证明，这些有机半导体纳米粒子，里面含有由两种有机半导体形成的「供体／受体异质结构」，并具有第二型能带结构，能够实现比传统无机光催化剂更高的太阳能转氢效率。供体／受体异质结构显著提升了纳米粒子内部的电荷产生，从而大幅提高其产氢效率。此外，他的团队也证明，产氢效率可透过调整纳米粒子的组成得以大幅提升。

McCulloch教授的研究团队还观察到，这些纳米粒子之所以具有高效率，是因为它们在光照下能够产生寿命极长的活性电荷，从而增加参与光催化反应的机会。此外，他还介绍了可溶液制程、具有孔隙率的线性共轭聚合物，用于气相二氧化碳的光催化还原，突显这类高分子在转化二氧化碳成太阳能燃料方面的潜力。

随后的问答环节由智能可穿戴系统研究院副院长兼有机电子学讲座教授严锋教授主持。现场观众与McCulloch教授展开了富有成效的交流与讨论。