Optically and Electrocatalytically Decoupled Si Photocathodes with a Porous Carbon Nitride Catalyst for Nitrogen Reduction with Over 61.8% Faradaic Efficiency

光电阴极 材料科学 法拉第效率 催化作用 氮化物 可逆氢电极 电催化剂 纳米技术 化学工程 氨生产 分解水 电化学 光催化 氮化碳 电极 化学 工作电极 图层(电子) 有机化学 物理化学 电子 工程类 物理 量子力学
作者
Karthik Peramaiah,Vinoth Ramalingam,Hui‐Chun Fu,Merfat M. Alsabban,Rafia Ahmad,Luigi Cavallo,Vincent Tung,Kuo‐Wei Huang,Jr‐Hau He
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (18) 被引量:63
标识
DOI:10.1002/adma.202100812
摘要

Abstract The photoelectrochemical (PEC) approach is attractive as a promising route for the nitrogen reduction reaction (NRR) toward ammonia (NH 3 ) synthesis. However, the challenges in synergistic management of optical, electrical, and catalytic properties have limited the efficiency of PEC NRR devices. Herein, to enhance light‐harvesting, carrier separation/transport, and the catalytic reactions, a concept of decoupling light‐harvesting and electrocatalysis by employing a cascade n + np + ‐Si photocathode is implemented. Such a decoupling design not only abolishes the parasitic light blocking but also concurrently improves the optical and electrical properties of the n + np + ‐Si photocathode without compromising the efficiency. Experimental and density functional theory studies reveal that the porous architecture and N‐vacancies promote N 2 adsorption of the Au/porous carbon nitride (PCN) catalyst. Impressively, an n + np + ‐Si photocathode integrating the Au/PCN catalyst exhibits an outstanding PEC NRR performance with maximum Faradaic efficiency (FE) of 61.8% and NH 3 production yield of 13.8 µg h –1 cm –2 at −0.10 V versus reversible hydrogen electrode (RHE), which is the highest FE at low applied potential ever reported for the PEC NRR.

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
满意的念柏完成签到,获得积分10
2秒前
坐宝马吃地瓜完成签到 ,获得积分10
6秒前
Xzx1995完成签到 ,获得积分10
6秒前
Akim应助cjy采纳,获得10
9秒前
12秒前
烟花弥漫完成签到 ,获得积分10
13秒前
完美的雪旋完成签到,获得积分10
16秒前
zhangj696完成签到,获得积分10
18秒前
dingyushu完成签到,获得积分10
22秒前
焦爽发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
mmy完成签到 ,获得积分10
25秒前
许进文完成签到,获得积分10
25秒前
Anna完成签到 ,获得积分10
26秒前
2dingyushu完成签到,获得积分10
26秒前
bing完成签到 ,获得积分10
28秒前
ZHZ完成签到,获得积分10
28秒前
wongtx完成签到,获得积分10
29秒前
文静若血完成签到,获得积分10
31秒前
lin0u0完成签到,获得积分10
33秒前
祁灵枫完成签到,获得积分10
34秒前
登登完成签到 ,获得积分10
35秒前
她的城完成签到,获得积分0
35秒前
MIO完成签到,获得积分10
36秒前
lemonkim完成签到,获得积分10
37秒前
gk完成签到,获得积分10
38秒前
小松果完成签到,获得积分10
39秒前
boss_astr完成签到,获得积分10
40秒前
星澜完成签到 ,获得积分10
41秒前
余慵慵完成签到 ,获得积分10
43秒前
leo完成签到 ,获得积分10
43秒前
蓝桉完成签到 ,获得积分10
44秒前
45秒前
橘子完成签到,获得积分10
45秒前
boss_phy完成签到,获得积分10
46秒前
Aiden完成签到,获得积分10
47秒前
FUNG完成签到 ,获得积分10
48秒前
cjy发布了新的文献求助10
49秒前
机智的阿振完成签到,获得积分10
52秒前
mayberichard完成签到,获得积分10
52秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 生物化学 化学工程 物理 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6021799
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7636171
关于积分的说明 16166946
捐赠科研通 5169597
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2766509
邀请新用户注册赠送积分活动 1749547
关于科研通互助平台的介绍 1636615