Stable Unassisted Solar Water Splitting on Semiconductor Photocathodes Protected by Multifunctional GaN Nanostructures

光电阴极 分解水 半导体 材料科学 光电子学 纳米结构 电解质 可逆氢电极 能量转换效率 电极 纳米技术 人工光合作用 太阳能 光催化 化学 工作电极 物理 电气工程 催化作用 工程类 电子 物理化学 有机化学 量子力学 生物化学
作者
Yongjie Wang,Jonathan Schwartz,Jiseok Gim,Robert Hovden,Zetian Mi
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:4 (7): 1541-1548 被引量:59
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.9b00549
摘要

Producing hydrogen by unassisted solar water splitting is one essential step to make direct solar fuel conversion a viable energy source. To date, however, there has been no demonstration of stable photoelectrodes for high-efficiency photoelectrochemical water splitting. In this work, we report that a GaInP2/GaAs/Ge triple-junction (3J) photocathode protected by multifunctional GaN nanostructures can enable both efficient and relatively stable solar water splitting. A 12.6% solar-to-hydrogen (STH) efficiency is measured without any external bias. Of particular importance, we demonstrate relatively stable solar water splitting for 80 h in three-electrode configuration and 57 h in two-electrode measurement at zero bias. This is the best reported stability for multijunction III-V semiconductor photocathodes in two-electrode configuration to our knowledge. The multifunctional GaN nanostructure significantly reduces the charge transfer resistance at the semiconductor/electrolyte interface and protects III–V materials against corrosion. Such multifunctional GaN photocatalytic nanostructures provide a new pathway to improve the performance of conventional photoelectrodes to achieve both efficient and stable unassisted solar water splitting.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zyw完成签到 ,获得积分10
3秒前
王小凡完成签到 ,获得积分10
5秒前
CAOHOU应助dddd采纳,获得10
7秒前
Smiling完成签到 ,获得积分10
12秒前
小林神完成签到,获得积分10
13秒前
xiaofenzi完成签到,获得积分10
17秒前
mix完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
Banff完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
baomingqiu完成签到 ,获得积分10
28秒前
MS903完成签到 ,获得积分10
29秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
29秒前
fuws完成签到 ,获得积分10
29秒前
关外李少发布了新的文献求助10
30秒前
xzy998应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
jueshadi完成签到 ,获得积分10
33秒前
轻语完成签到 ,获得积分10
35秒前
37秒前
star完成签到,获得积分10
37秒前
小李完成签到 ,获得积分10
38秒前
CJW完成签到 ,获得积分10
39秒前
华理附院孙文博完成签到 ,获得积分10
39秒前
zyz完成签到,获得积分10
41秒前
fomo完成签到,获得积分10
44秒前
ding应助cavendipeng采纳,获得10
45秒前
终于花开日完成签到 ,获得积分10
47秒前
K. G.完成签到,获得积分0
47秒前
沙里飞完成签到 ,获得积分10
48秒前
bing完成签到,获得积分10
50秒前
友好语风完成签到,获得积分10
51秒前
52秒前
bigpluto完成签到,获得积分10
53秒前
K先生完成签到 ,获得积分10
55秒前
CLTTTt完成签到,获得积分10
55秒前
易水寒完成签到 ,获得积分10
55秒前
57秒前
57秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015640
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555625
关于积分的说明 11318138
捐赠科研通 3288796
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812284
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812015