氢气（H₂）是一种很有前途的可再生的清洁能源，因为其含量非常丰富，并且在用作燃料时会产生水作为其唯一的副产品。通过光催化分解水生产氢气因其优异的效率和低成本而极具吸引力。

基于此，台湾国立清华大学Lih-Juann Chen和Ming-Yen Lu（共同通讯作者）等人报道了他们通过超声处理将压电电位应用于ZnO/ZnS/MoS₂异质结构，以改善光激发电子和空穴的分离，从而提高它们介导H₂产生的能力。

作者通过MoS₂薄片和ZnO微棒的多次水热工艺合成了ZnO/ZnS/MoS₂（MZ）异质结构，其中通过与异质结构形成同时发生的离子交换反应形成了ZnS层。

异质结构中ZnS层的存在对H₂的产生有两个影响：扩大异质结构的吸光度和确保光催化反应的能带排列合适。此外，ZnO和MoS₂在应变下都表现出压电性；在超声处理下可以在异质结构上产生压电电位，有利于e^-/h⁺载流子的分离。这种e^-/h⁺对重组的延迟将潜在地提高催化反应的效率。

通过实验测试发现，在光照射的异质结构上产生的H₂随ZnO和MoS₂的混合比而变化，其中MZ-0.5异质结构提供最佳性能，其产生氢气的速率为4.45 mmol g^-1 h^-1。当在光催化反应过程中通过超声波引入压电电位时，H₂的产生速率急剧增加到10.42 mmol g^-1 h^-1，比单独光照射下的H₂产生速率高约230%。

压电电位导致能带倾斜，促进电荷转移，因此重组受到抑制，H₂产生速率增加。这种新型多异质结构光催化剂和压电性的结合是生产H₂作为可再生能源的一种经济高效且无毒的方法

Induction of a Piezo-potential Improves Photocatalytic Hydrogen Production Over ZnO/ZnS/MoS₂ Heterostructures. Nano Energy, 2021, DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106867.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106867.