Electric double layer-mediated polarization field for optimizing photogenerated carrier dynamics and thermodynamics

过电位 化学物理 电场 费米黄金法则 电子转移 吉布斯自由能 材料科学 半导体 极化(电化学) 分子动力学 分解水 化学 光电子学 热力学 光催化 物理 电极 电化学 凝聚态物理 物理化学 光化学 计算化学 望远镜 生物化学 量子力学 催化作用
作者
Chengxin Zhou,Jian Gao,Yunlong Deng,Ming Wang,Dan Li,Chuan Xia
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:14
标识
DOI:10.1038/s41467-023-38600-8
摘要

Photocatalytic hydrogen evolution efficiency is limited due to unfavorable carrier dynamics and thermodynamic performance. Here, we propose to introduce electronegative molecules to build an electric double layer (EDL) to generate a polarization field instead of the traditional built-in electric field to improve carrier dynamics, and optimize the thermodynamics by regulating the chemical coordination of surface atoms. Based on theoretical simulation, we designed CuNi@EDL and applied it as the cocatalyst of semiconductor photocatalysts, finally achieved a hydrogen evolution rate of 249.6 mmol h-1 g-1 and remained stable after storing under environmental conditions for more than 300 days. The high H2 yield is mainly due to the perfect work function, Fermi level and Gibbs free energy of hydrogen adsorption, improved light absorption ability, enhanced electron transfer dynamics, decreased HER overpotential and effective carrier transfer channel arose by EDL. Here, our work opens up new perspectives for the design and optimization of photosystems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Vinny发布了新的文献求助30
1秒前
bodhi发布了新的文献求助10
1秒前
Gustav_Lebon发布了新的文献求助10
1秒前
Owen应助合适的夏寒采纳,获得10
2秒前
烟花应助靓丽的海亦采纳,获得10
2秒前
小筱完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
GUANG发布了新的文献求助10
2秒前
南渡北归发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Tireastani发布了新的文献求助10
2秒前
ww发布了新的文献求助10
2秒前
咸菜完成签到,获得积分10
3秒前
TJ发布了新的文献求助10
3秒前
爱你沛沛完成签到 ,获得积分10
4秒前
今后应助hzhang0807采纳,获得10
4秒前
4秒前
权志龙发布了新的文献求助10
4秒前
夏天完成签到 ,获得积分10
4秒前
向前看发布了新的文献求助10
5秒前
乐乐应助宝z采纳,获得10
5秒前
SEN关注了科研通微信公众号
5秒前
yy关注了科研通微信公众号
5秒前
dd发布了新的文献求助10
5秒前
脑洞疼应助zhu采纳,获得10
5秒前
5秒前
早安夏天发布了新的文献求助10
6秒前
咸菜发布了新的文献求助10
6秒前
xiao完成签到,获得积分10
6秒前
一一发布了新的文献求助10
6秒前
zzzy完成签到,获得积分10
6秒前
UU完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Jaaay完成签到,获得积分10
7秒前
姌姌发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
英俊的铭应助蘑菇采纳,获得10
8秒前
dddd发布了新的文献求助20
9秒前
9秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Microvascular Surgery in Head and Neck Reconstruction 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
Media Today Mass Communication in a Converging World 9th Edition 400
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6838188
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8546951
关于积分的说明 18184374
捐赠科研通 6185579
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3039040
关于科研通互助平台的介绍 2027774
邀请新用户注册赠送积分活动 2016452