由再生能源從水生產出來的「綠色氫氣」，有望成為未來燃料的關鍵，為廣泛業界應用提供清潔、零碳能源。它亦可與間歇性的太陽能發電系統結合，以提供額外的能源儲存。然而，太陽能製氫在大規模應用及經濟成本方面仍面臨諸多挑戰。「光化學水分解」是其中極具潛力的解決方案，透過利用吸光半導體納米粒子，驅動粒子表面上的氧化還原反應。
在2025年10月2日舉行的理大高等研究院講座上，美國普林斯頓大學Iain McCULLOCH教授分享了光化學分解水的最新進展。他的講題為「以太陽能驅動化學反應」，重點介紹了能夠驅動粒子表面上的氧化還原反應的吸光半導體納米粒子。此次講座吸引了超過80位現場參加者，並有超過15,500名線上觀眾透過多個社交媒體平台同步收看。
McCulloch教授在演講伊始，簡要介紹了由有機半導體光催化劑的發展，這些材料可以通過化學調控，強烈吸收在紫外—可見光譜內的波長。他的研究證明，這些有機半導體納米粒子，裡面含有由兩種有機半導體形成的「供體／受體異質結構」，並具有第二型能帶結構，能夠實現比傳統無機光催化劑更高的太陽能轉氫效率。供體／受體異質結構顯著提升了納米粒子內部的電荷產生，從而大幅提高其產氫效率。此外，他的團隊也證明，產氫效率可透過調整納米粒子的組成得以大幅提升。
McCulloch教授的研究團隊還觀察到，這些納米粒子之所以具有高效率，是因為它們在光照下能夠產生壽命極長的活性電荷，從而增加參與光催化反應的機會。此外，他還介紹了可溶液製程、具有孔隙率的線性共軛聚合物，用於氣相二氧化碳的光催化還原，突顯這類高分子在轉化二氧化碳成太陽能燃料方面的潛力。
隨後的問答環節由智能可穿戴系統研究院副院長兼有機電子學講座教授嚴鋒教授主持。現場觀眾與McCulloch教授展開了富有成效的交流與討論。
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| 主題 | 香港理工大學高等研究院講座 |
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| 研究部門 | 香港理工大學高等研究院 |
