journal article·2025-10

Photocatalytic Hydrogen Evolution Driven by Advanced Metal Sulfides from Sustainable Multilevel Biomass and Waste Plastics

Lin Ban, Yan Zhang, Daling Sun, Yuyue Zhou, Yuliang Li, Chunbao Xu, Song Yang, Heng Zhang

Advanced Functional Materials· Volume 35· Issue 44
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Abstract

Abstract Promoted by the goal of global energy transformation and carbon neutrality, green hydrogen production technology driven by solar energy has become a key strategic direction to break through the bottleneck of energy and the environment. Traditional photocatalytic water decomposition method for hydrogen production is limited by the low kinetic efficiency of oxidation half‐reaction and dependence on high‐cost and harmful sacrifice agents, therefore it is urgent to seek a potential and sustainable alternative. In this review work, the relevant research progress of different metal sulfide photocatalysts in photocatalytic hydrogen evolution (PHE) of multilevel biomass resources and waste plastics is reviewed. First, the structure and modification strategy of metal sulfides are discussed, and the PHE mechanism and multi‐scale synergistic effect are analyzed. Second, the effective strategies of different metal sulfides in the PHE process of multilevel biomass and waste plastics are summarized. In addition, the vital industrialization potential of the technology is also evaluated from the aspects of environmental impact and economic feasibility. Finally, the development direction of material‐process‐artificial intelligence integration innovation is prospected, providing theoretical guidance and technical path from laboratory to large‐scale application.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Photocatalysis Techniques · TiO2 Photocatalysis and Solar Cells · Copper-based nanomaterials and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

State Key Laboratory of Green Pesticide State‐Local Joint Laboratory for Comprehensive Utilization of Biomass Center for R&D of Fine Chemicals of Guizhou University Guiyang 550025 China

Key Laboratory of Subsurface Hydrology and Ecological Effects in Arid Region Ministry of Education School of Water and Environment Chang'an University Xi'an China

School of Energy and Environment City University of Hong Kong Kowloon Tong Hong Kong

Funding

National Natural Science Foundation of China

References (100+)

Show source-provided references
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4. 10.1038/238037a010.1038/238037a0 ↗
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