组长： 施晶莹 研究员
发展和利用可再生能源是维持人类社会可持续发展的重要战略之一。作为最大的可再生能源，太阳能利用的基础及其应用研究无疑具有重大的科学意义和现实意义。而模拟自然界植物的光合作用原理，构建人工光合体系是实现太阳能转化利用的重要途径之一。本研究组隶属于洁净能源国家实验室太阳能部组群，主要从事基于光电解池的太阳能光电催化材料、体系及装置的开发和构建，实现太阳能到化学能、电能等可利用能源形式的高效转化，为太阳能利用的实际应用奠定基础。
太阳能光电催化研究基于光电解池进行的催化过程，其原理如图所示。利用半导体光电极在光的激发下产生光生载流子，通过分离、扩散、迁移到电解/溶液界面分别进行氧化和还原反应。通过设计不同的氧化、还原反应，可以驱动水分解反应、电池充电反应、燃料电池反应等不同的反应过程，实现多渠道的太阳能转化科学利用，另外还可以利用其氧化或还原反应生成高附加值的化学品如双氧水等。据此，当前正在进行的主要研究方向（Research interests）有：
1 光电催化制备太阳燃料（Photoelectrochemical production of solar fuels）
2 光电催化储能（Solar rechargeable battery）
3 光电催化燃料电池（Photo fuel cell）
4 电催化的新材料和装置（Materials and devices for electrochemical watersplitting）
我们首次提出并利用“空穴储存层”的概念构建了当前世界上光电催化分解水最高稳定性和最高光电催化性能的Ta3N5光阳极，分别为基准电流5mA/cm2运行至少6小时，在基准外加偏压下（1.23 V vs. RHE）下逼近理论光电流；首次构建有应用前景的太阳能可充电流动电池体系，创造当前光充电液流电池体系的最高太阳能充放电效率，其整体太阳能转化利用效率高达3.2%；同时还发展了廉价高效的光燃料电池体系。迄今为止已在Nat. Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Energy Environ. Sci.，J. Am. Chem. Soc.等c国际学术期刊上发表论文40余篇，撰写英文专著1章（Springer国际出版集团出版）；申请专利8项。获得国家自然科学基金面上项目、重大项目、重点项目以及中国科学院、973项目等基金项目支持。
热忱欢迎有志于太阳能科学利用研究的莘莘学子加盟我们的研究团队！
团队依托洁净能源国家实验室、催化基础国家重点实验室以及中国科学院大连化学物理研究所，具有国际一流的科研基础设备和专业设施以及优越的师资人文环境，携手共同奔向太阳能事业的诗和远方！
代表性论文：
1 S.C. Liao, X. Zong, B. Seger, T. Pedersen, T. T. Yao, C. M. Ding , J. Y. Shi*, J. Chen* and C.Li*, Integrating a dual-silicon photoelectrochemical cell into a redox flowbattery for unassisted photocharging. Nature Communications, 2016, 7: 11474. （通讯作者）
2 G.J. Liu, S. Ye, P. Yan, F. Q. Xiong, P. Fu, Z. L. Wang, Z. Chen, J. Y. Shi* and C. Li*, Enablingan integrated tantalum nitride photoanode to approach the theoreticalphotocurrent limit for solar water splitting. Energy & EnvironmentalScience, 2016, 9, 1327-1334.（通讯作者）
3 G.J. Liu#, J. Y. Shi#, F. X.Zhang, Z. Chen, J. F. Han, C. M. Ding, S. S. Chen, Z. L. Wang, H. X. Han and C.Li*, A Tantalum Nitride Photoanode Modified with a Hole-Storage Layer forHighly Stable Solar Water Splitting. Angewandte Chemie-International Edition,2014, 53, 7295-7299. (# 共同第一作者)
4 N.Wang, D. G. Wang, M. R. Li, J. Y. Shi*,and C. Li*. Photoelectrochemical water oxidation on photoanodes fabricated withhexagonal nanoflower and nanoblock WO3. Nanoscale, 2014, 6, 2061-2066.（通讯作者，2014年度下载前12名）
5 G.J. Liu, P. Fu, L. Y. Zhou, P. L. Yan, C. M. Ding, J. Y. Shi* and C. Li*, Efficient Hole Extraction fromHole-Storage-Layer-Stabilized Tantalum Nitride Photoanode for Solar WaterSplitting. Chemistry-A European Journal, 2015, 21, 9624-9628. （通讯作者，Hot Paper）
6 B. Q. Zhang, W. J.Fan, T. T. Yao, S. C. Liao, A. L. Li, D. Li, M. Y. Liu, J. Y. Shi*, S. J. Liao*, C. Li*. ChemSusChem, 2017, 10, 99-105. （通讯作者）
7 J. Y. Shi, G. J. Liu, N. Wang, and C. Li*. Microwave-assisted hydrothermal synthesisof perovskite NaTaO3 nanocrystals and their photocatalyticproperties. Journal of Materials Chemistry, 2012, 22, 18808-18813.（第一作者）
