科學家發現,過渡金屬氧化物(TMO)光催化劑的效率,根本上受金屬中心電子態所控制。這項突破性的研究聚焦於為何許多具有開放d軌電子結構的TMO光催化活性有限,為太陽能轉換提供了新的視角。
該研究綜合了新穎的瞬態吸收數據,揭示了透過配體場(LF)態的快速弛豫機制。這些態如同高效的能量陷阱,在光激發電荷載子參與催化過程前即將其淬滅。此機制普遍存在於開放d軌的TMO中,顯著降低了載子的可用性。
此研究意義深遠。透過理解LF弛豫與極化子形成的角色,科學家得以調整材料合成,進而開發出更高效的光催化劑,應用於太陽能及其他領域。同時,也為策略性電偏壓的運用開啟新途徑,以延長光催化裝置中活性載子的功能壽命。此成果對臺灣及香港推動綠能科技具有重要參考價值。