透過利用環境機械能進行壓電催化p生產具有顯著降低催化費用的潛力。當壓電催化材料受到外力作用時，其固有的極化特性導致內建電場(BIEF)產生。在BIEF的影響下，載流子在材料內部份離，並最終積累在不同的表面位置，用於驅動產氫反應。值得註意的是，壓電效應只能發生在非中心對稱晶體中。
其中，由於鉍基氧化物的容忍因子較低，導致陽離子間晶格失配，使其在室溫下具有顯著的自發極化和較高的壓電系數。因此，這些材料已經出現作為一個非常理想的壓電催化氫氣生產催化劑。然而，壓電載流子的高復合率阻礙了鉍基壓電催化材料的大規模套用。因此，探索提高鉍基壓電催化材料制氫效能的合適策略對於壓電催化氫氣生產的實際套用具有重要意義。
近日， 澳洲皇家墨爾本理工大學馬天翼 、 沈陽化工大學馬亞麗 和 遼寧大學孫曉東 等采用溶劑熱法制備了Bi2MoO6-BaTiO3(BMO-BTO) Ⅰ型異質結壓電催化劑，並將其套用於無助催化劑的壓電催化制氫反應中。
實驗結果表明，在超聲振動下，最優的BMO-0.1 BTO異質結的產p速率可達152.57 μmol g−1 h−1，分別是純BMO (16.36 μmol g−1 h−1)和BTO (34.16 μmol g−1 h−1)的9.33倍和4.47倍。壓電催化制氫效能的提高可歸功於異質結中內建電場(BIEF)極大地抑制了壓電載流體的復合速率，而不是壓電效應的增加。此外，研究人員還將BMO與其他常用的壓電催化劑結合構成異質結，獲得了類似的優異的壓電催化制氫效能。
結合對帶隙結構的全面研究和各種電化學效能測試，研究人員提出了一個合理的Ⅰ型轉移機制來解釋BMO-BTO異質結中增強的壓電催化制氫效能。BMO和BTO都是具有電荷極性的介電材料，因此它們在受到外力時會產生壓電效應。在壓電催化過程中，超聲振動可以在BTO內部產生固有的壓電場，促進載流子沿相反方向運動。
然而，由於BTO的CB和BMO的VB之間的能階差，BTO的CB中的激發電子傾向於向能階較低的BMO的CB移動，而BTO的VB中的電洞傾向於向BMO的VB移動，最終大量的電子和電洞分別聚集在BMO的CB和VB中。在水環境中，H+可以被電子還原生成p；犧牲劑與電洞反應，提高了壓電載體的分離效率，進而提高壓電催化氫氣生產效能。
Interfacial engineering of Bi2MoO6-BaTiO3 Type-I heterojunction promotes cocatalyst-free piezocatalytic p production. Nano Energy, 2023. DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.109206
