青岛大学ACS Nano：构建次表面深缺陷“电子缓冲层”打破光电化学活性–稳定权衡，实现连续/间歇/波动电压等非稳工况可靠运行

背景：随着可再生能源装机规模持续攀升，其间歇性与波动性对电力系统灵活调节与快速消纳的需求显著提高。绿电驱动的电解水制氢作为关键技术路径之一，光电催化（PEC）水分解被认为是面向可持续绿氢制备的变革性方向，但现有材料优化策略难以在动态柔性工况中同时实现高活性与高稳定性。研究目的：本研究旨在通过构建TiO2次表面缺陷态电子缓冲机制，实现对动态电子通量的稳定调控，打破光电化学活性与稳定性之间的权衡，满足可再生能源波动供给下快速响应与长期可靠性的双重要求。结论：通过在TiO2次表面构筑可控稳定的深陷阱，形成“电子储存—缓冲”机制，该策略实现了电子传输与界面反应在空间上的功能分工与解耦，显著提升了光阳极在动态柔性工况下的结构可靠性与长期运行稳定性。实验表明，该光阳极在碱性体系、天然海水及电位波动加速老化测试中均保持稳定输出，体现出面向真实应用场景的可迁移性与鲁棒性。