近日，中科院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室、潔凈能源國家實驗室（籌）李燦團隊在太陽能光—電轉化和燃料動力鋰電池化學能—電能轉化交叉領域取得新進展，發現光催化可以顯著促進氧還原反應（ORR）的催化活性，并基于此提出了聚合物太陽能電池和H2-O2燃料動力鋰電池耦合的疊層電池概念，相關研究在《德國應用化學》上發表。

H2-O2燃料動力鋰電池能將氫氣直接高效轉化為可廣泛應用的電能，同時出現對人類生存環境友好的水分子，是先進可持續清潔能源體系發展的重要方向之一。其中，陰極的ORR是H2-O2燃料動力鋰電池的控速反應，直接關系到整個電池的開路電位和輸出功率。貴金屬鉑是ORR最好的催化劑，但是較高的成本嚴重制約了燃料動力鋰電池技術的發展和商業化進程。

研究人員將光催化引入ORR，發現采用聚合物半導體光催化劑、光照可顯著促進ORR的電催化活性，起始電位遠低于商業鉑催化劑。由此構建的光驅動概念型H2-O2燃料動力鋰電池中，光照使燃料動力鋰電池的開路電壓大增，短路電流新增1倍。光驅動概念型H2-O2燃料動力鋰電池可被認為是聚合物太陽能電池和H2-O2燃料動力鋰電池疊層耦合的結果。光促進分子氧還原的機理可能是光激發聚合物的電子從價帶到導帶，導帶上激發態的電子具有足夠的電勢轉移填充到氧分子的反鍵軌道，從而使氧還原反應更加容易。該研究結果為解決燃料動力鋰電池ORR反應動力學問題開拓了新的思路，顯示出潛在的應用價值。（柯訊）