近日《自然·通讯》(Nature Communications) 发表了我校物理学与信息技术学院潘明虎教授团队、化学化工学院马艺教授与校外团队合作，在拓扑材料光催化领域取得重要进展。该研究成果以“拓扑半金属材料作为新型染料敏化光催化剂在太阳光催化分解水制氢中的应用”（Topological Luttinger-semimetal CoAs3 dyesensitized photocatalyst for efficient solar hydrogen evolution）为题于2025年10月1日线上发表。我校为第一单位，物理学与信息技术学院曹园博士为论文第一作者，化学化工学院韩卓博士与表面物理与化学国家重点实验室（绵阳）宋锐博士为共同第一作者，物理学与信息技术学院潘明虎教授、高健智教授和朱文亮副教授、化学化工学院马艺教授，中国科学院大连化物所周传耀研究员、南开大学黄维教授与宋峰教授为共同通讯作者。
太阳能光催化分解水制氢是实现清洁能源转换的理想途径，但其发展长期受限于催化剂的低转换效率和稳定性不足等瓶颈问题。在该工作中，潘明虎教授团队及合作者首次将拓扑拉廷格半金属三砷化钴(CoAs3) 应用于染料敏化光催化体系，旨在探索拓扑物态对光催化性能的影响。实验结果表明，该催化剂展现了高达 2688 μmolh-1g-1析氢速率，并具有优异的循环稳定性。进一步的机理研究发现，其出色的性能源于拓扑材料所特有的对称性保护的表面态。超快瞬态吸收光谱和密度泛函理论(DFT)计算共同揭示，这些表面态具有高载流子迁移率，能够极大地促进光生电子从染料分子到催化剂活性位点的传输，有效抑制了电荷复合，从而显著提升了产氢效率。该研究揭示了拓扑Luttinger半金属在光催化产氢领域的应用潜力，为设计高效、稳定的新型光催化剂提供了全新的思路。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63843-y
