近日，上海交通大學張鵬教授課題組提供了一種利用高活性、高穩定性的二硫化鉬（MoS2）表面助催化劑來增強矽基光電極的催化效能及保護光電極的有效策略。這意味著全球面臨的能源供應危機和環境汙染問題或能得到緩解。
隨著不可再生資源如石油、天然氣、煤等耗量的日益增加，這些資源的儲量不斷減少，終有一天將要面臨枯竭，因此開發新能源已成為迫在眉睫的大事。氫氣因具有重量輕、導熱性好、發熱值高、燃燒效能好、儲量豐富、可回收利用和環保等特點，而被公認為是理想的清潔燃料，有望緩解能源和環境危機。
當前，最理想的產氫途徑是利用太陽能驅動水分解以化學鍵的形式來收集和儲存太陽能，再將太陽能轉化為氫能，因此開發高效能、低成本的光電化學析氫裝置受到越來越多研究人員的關注。
為了使太陽能-氫能轉化效率達到10%的商業實用目標，所選的光電陰極和陽極在太陽光譜下光電流要能夠達10 mA/cm2，同時要求陰極導帶能級在水的還原電勢之上，這使得可選的半導體材料只能限制在矽以及少量III-V材料上。注意：III-V材料是指元素週期表中III族的B，Al，Ga，In和V族的N，P，As，Sb形成的化合物，如GaAs、InP等。
相對於InP來說，矽因有價格更便宜、儲量豐富和工藝成熟等優勢，而被認為是較適合作為底層光電陰極半導體的材料。然而，目前的矽基光電極材料卻面臨著析氫反應動力學緩慢和穩定性差等一系列問題，所以嚴重阻礙了其實際應用。
為了彌補矽基光電極的不足，上海交通大學研究者透過奈米鑄造法制備出了高度有序的介孔MoS2奈米顆粒，幷將其負載到TiO2保護的p-Si基底上。研究表明，所得的MoS2/TiO2/p-Si複合光電陰極不論是酸性還是鹼性的條件下都具有極為優異的光電催化效能和穩定性。
該研究成果已以“Enhancing the photoelectrochemical performance of p-silicon through TiO2 coating decorated with mesoporous MoS2”為題發表在Frontiers in Energy上。
