随着能源危机的提出及环境污染问题的恶化，人类社会对新型可再生能源的需求与日俱增。光电催化制氢作为一种能够在室温条件下利用太阳能直接将水裂解为氢气和氧气的能源转化方法，近些年来逐渐成为能源转化领域的宠儿。然而在目前绝大部分光电解水的太阳能转化效率受到光电极表面缓慢的析氧速率的严重制约。因此，如何设计并合成出新型光电极材料是该目前该研究领域的瓶颈之一。本项目针对太阳能高效光解水纳米电极材料的可控制备和光电化学池器件设计及研制这一关键科学问题进行原创性研究。

    主要科学发现如下： （1）创新性地发展了一种利用双向掺杂的策略，在Fe2O3 中共同掺入C 和 Ti并负载CoOOH产氧催化剂克服了氧化铁光阳极自身的缺陷，并极大地提升了其光解水性能。伟高效光电材料地可控制备提供了新方法。 （2）发现并构筑具有新型形貌的Fe-MOF催化材料。并深入研究其作用机制。在此基础上进一步实现了氧化铁催化材料的制备及其器件制备。

    资助期内研究进展顺利，国际知名学术刊物上发表21706295标注的SCI 收录论文26篇（项目负责人作为第一作者和通讯作者），其中IF>10.0的论文6篇；4篇论文入选ESI-Highly Cited Papers . 封面论文5篇。

    科学意义：本项目阐明了光催化剂纳米材料的形貌、结构、成分等与导电性能及光催化性能的相互作用关系，进而设计和制备出几种高效稳定的光催化纳米材料，并研制出高效稳定的PEC 光解水制氢系统，为新型纳米光催化材料的设计与制备和太阳能利用与氢能技术发展提供科学基础。研究成果增进了环境和能源纳米材料的物理与化学知识。