由埃及石油研究所和丰桥工业大学功能材料工程实验室成员组成的研究小组通过在透明电极上构建具有独特形状的氧化锌纳米宝塔阵列，并在其表面施加银纳米颗粒，开发了一种新型高性能光电极。
研究结果已发布在《电化学通讯》上。
关键要点
使用氧化锌纳米宝塔阵列和银纳米颗粒开发一种独特的高性能光电极，以实现有效的阳光吸收和增强的光电化学性能。
氧化锌纳米宝塔具有最小的晶体缺陷、高电子电导率和阶梯结构，可实现高表面化学反应活性。
银纳米粒子的引入提高了可见光吸收率，使光电流提高了约1.5倍，有利于光电化学分解水。
氧化锌纳米塔的独特结构可有效捕获紫外线，有助于改善光电化学性能。
正在进行的研究集中在氧化锌纳米宝塔的结构控制和表面装饰上，以提高耐久性并优化水分解产生的氢气。
氧化锌纳米宝塔的特点是具有许多阶梯结构，因为它由不同大小的六棱柱堆叠组成。此外，它表现出很少的晶体缺陷和优异的电子导电性。通过用银纳米颗粒装饰其表面，氧化锌纳米宝塔阵列光电极获得了可见光吸收特性，使其能够在阳光照射下发挥作用。
利用太阳光的光电化学分解水有望被用作以氢气形式生产清洁能源的技术。作为该技术的关键材料，光电极除了具有高太阳吸收和电荷转移效率外，还必须具有低抗水分解反应的过电位。为了实际适用，该技术不能使用稀有金属作为主要材料，制造过程必须工业化;然而，满足这些要求的材料尚未开发出来。
因此，研究团队只专注于氧化锌纳米宝塔阵列，因为这种阵列生产成本低廉，电子电导率高，并且不易受到原材料消耗的影响。最初，氧化锌纳米宝塔阵列被认为难以制造，具有良好的重现性。在Marwa Abouelela的带领下，该团队首先优化了合成过程，以确保高重现性。
当评估所得到的光电极的光电化学性能时，观察到在伪太阳光照射下出现相对较大的光电流。除了在许多步骤中具有与低缺陷密度和高表面化学反应活性相关的高电荷转移效率外，电磁场分析表明，纳米塔独特的纳米结构可以有效地捕获入射光中包含的紫外线。
为确保可见光的有效利用，研究团队进一步改善了光电化学性能，在氧化锌纳米宝塔表面装揣了具有局部表面等离子体共振的银纳米颗粒，使光电流增加了约1.5倍。
光电流值的作用谱表明，这种改善主要归因于银纳米粒子局部表面等离子体共振对可见光吸收引起的热电子转移。通过优化银纳米颗粒的应用，可以只提高光电化学性能，同时防止对纳米塔本身的性能产生不利影响。
