设计清洁能源的未来：2D Janus异质双层引领潮流

如果有一种有效的方法，利用阳光的力量生产一种可行的、环保的化石燃料替代品呢？东北大学和越南国立大学胡志明市理工大学（VNU-HCM）的研究人员的一项重大发现可能会让我们更进一步。

研究小组确定了二维（2D）Janus异质双层中用于绿色能量转换的关键因素。在调查的材料中，WS₂-SMoSe异质双层脱颖而出，太阳能到氢气的转换效率达到16.62%，超过了许多现有材料，其中大多数材料的效率低于15%。

该研究发表在《ACS应用能源材料》杂志上。

光催化分解水利用阳光将水分子分解为氢气和氧气。这种清洁的氢燃料可以为汽车和家庭提供动力，显著减少温室气体排放，有助于对抗全球变暖。然而，传统材料在光催化方面面临着巨大的挑战，包括低效率和快速的电子-空穴复合。这项创新正面解决了这些问题，为更可持续的未来铺平了道路。

由东北大学跨学科科学前沿研究所（FRIS）助理教授Nguyen Tuan Hung和VNU-HCM副教授Vu Thi Hanh Thu领导的一个团队一直在探索Janus和过渡金属二硫化物（TMDC）材料的令人兴奋的组合。

他们检查了20种不同的配对，并证实Janus异质双层是水分裂的有前景的候选者。与传统的2D材料不同，这些独特的Janus TMDC在每一侧都具有不同的硫族元素，这些元素会产生本征偶极子和强内部电场。这些自然电场增强了阳光产生的电荷的分离，从而显著提高了这些材料的光催化性能。

通过揭示原子排列的原理，他们可以为选择光催化太阳能转换的最佳材料提供明确的指导。

第一作者Nguyen Tran Gia Bao（VNU-HCM）说：“将TMDC与Janus层结合就像用乐高积木建造一样——几乎有无数种配置可供尝试。我们的方法使我们能够高效准确地确定最有前景的水分解材料组合，大大加快了发现过程。”。

“我们的研究结果为可持续氢气生产提供了新的视角，支持环境保护和能源独立，”Nguyen Tuan Hung说。“该团队致力于在未来的研究中探索材料的进一步组合，以发现最可持续的选择。”