从设计到应用：高效光电极助力光电催化分解水的关键突破与展望

一、引言

1.1研究背景与意义

随着全球经济的飞速发展，能源需求与日俱增，传统化石能源的过度开采和使用引发了一系列严峻问题。一方面，化石能源属于不可再生资源，其储量有限，据国际能源署（IEA）预测，按照当前的消耗速度，石油、煤炭等化石能源将在未来几十年至几百年内面临枯竭，能源危机的阴影日益逼近。另一方面，化石能源在燃烧过程中会释放大量的温室气体，如二氧化碳、二氧化硫等。其中，二氧化碳的大量排放是导致全球气候变暖的主要原因之一，据统计，工业革命以来，大气中的二氧化碳浓度已从约280ppm上升至如今的超过410ppm，导致全球平