Unraveling Defect-Dependent Conductivity-Type Switching in CuFe2O4 for Enhanced Photoelectrocatalytic Reduction of Benzaldehyde
Yen-Chun Huang, Manoj Kumar Mohanta, Jun-Lin Fong, Abdul M. Reyes,
Sebastian E. Reyes-Lillo, Chang-Ming Jiang
ACS Appl. Mater. Interfaces 2026, 18, 8, 12759–12769
國立臺灣大學 化學系 姜昌明助理教授
將太陽能有效轉換為高附加價值化學品，是當前永續化學與能源轉換領域的重要挑戰。國立臺灣大學化學系姜昌明助理教授帶領的研究團隊，以銅鐵氧化物（CuFe2O4）為模型系統，透過精準調控材料中的晶體缺陷，成功展示在室溫條件下利用光照進行羰基還原反應，該反應亦為生質轉化中的代表性步驟。本研究由大學部黃彥鈞同學擔任第一作者，透過調整退火溫度與氧氣分壓，可控制氧空缺與銅空缺的相對比例，使CuFe2O4由 n 型導電轉變為 p 型導電，進而顯著提升電荷傳輸效率與界面反應動力學。此外，引入氧化還原介導劑可有效促進光生電子向反應物的轉移，同時抑制析氫副反應的競爭。優化後的光陰極在模擬太陽光照射下可穩定操作長達 18 小時，並展現將苯甲醛還原為苯甲醇的良好能量效率。本研究顯示，結合缺陷工程與界面反應設計，可精細調控半導體光電極的傳導性質與催化行為，為發展光驅動有機轉換反應提供具體且可延伸的設計策略。