Reaction Kinetics of Photoelectrochemical CO2 Reduction on a CuBi2O4-Based Photocathode

光电阴极 材料科学 光电流 氧化还原 人工光合作用 电子转移 光电化学电池 电化学 光电化学 动力学 反应速率 载流子 化学物理 化学工程 光化学 电解质 电极 光催化 催化作用 物理化学 光电子学 化学 电子 有机化学 物理 量子力学 工程类 冶金
作者
Jiaqi Jin,Jundie Hu,Jiafu Qu,Guangming Cao,Lei Yan,Zhi Zheng,Xiaogang Yang,Chang Ming Li
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (15): 17509-17519 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acsami.2c02205
摘要

The CO2 reduction reaction (CO2RR) is an essential step in natural photosynthesis and artificial photosynthesis to provide carbohydrate foods and hydrocarbon energy in the carbon-neutral cycle. However, the current solar conversion efficiencies and/or product selectivity of the CO2RR are very sluggish due to its complicated multiple-step charge transfer reactions. Here, we systematically investigate the charge transfer reaction rate during CO2 reduction on CuBi2O4 photocathodes, where the surface is modified with 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES). We discover that the surface amine group increases the charge separation rate, significantly enhancing the surface charge transfer reaction rate. However, the surface acidity has less influence on the first-order reaction, indicating that a rate-determining step (RDS) exists in the early stage of the photoelectrochemical cell (PEC) processes. Moreover, the intensity-modulated photocurrent spectroscopy (IMPS) confirms that both surface charge transfer and the recombination rate on APTES-coated CuBi2O4 are larger than bare CuBi2O4 while possessing comparable charge transfer efficiencies. Overall, the surface charge transfer reactions under the PEC condition require designing more effective nanostructured photoelectrodes and powerful characterization methods to intrinsically increase the charge separation and transfer rate while reducing the recombination rate.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
情怀应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
lingua给lingua的求助进行了留言
3秒前
3秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
自然完成签到,获得积分10
3秒前
lookspace完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
自觉的时光完成签到,获得积分10
4秒前
hh发布了新的文献求助10
4秒前
畅快的海冬完成签到,获得积分10
5秒前
library2025应助老张采纳,获得10
6秒前
赚大钱完成签到,获得积分20
6秒前
hesongwen完成签到,获得积分10
9秒前
lhf完成签到,获得积分10
9秒前
qin希望应助畅快的海冬采纳,获得10
9秒前
原鑫完成签到 ,获得积分10
10秒前
忘记密码发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
yangjinru完成签到 ,获得积分10
12秒前
xiyinzhiwu完成签到,获得积分10
12秒前
bingyu306完成签到,获得积分10
13秒前
刘丰丰完成签到 ,获得积分10
13秒前
赚大钱发布了新的文献求助30
14秒前
999完成签到,获得积分10
14秒前
李爱国应助Ge Xiang采纳,获得10
14秒前
listener应助zhuo采纳,获得10
15秒前
18秒前
19秒前
辛勤的剑成完成签到 ,获得积分10
20秒前
阿兰完成签到 ,获得积分10
20秒前
zhy完成签到,获得积分10
23秒前
Janusfaces发布了新的文献求助10
23秒前
nan完成签到,获得积分10
23秒前
彳亍完成签到 ,获得积分10
25秒前
豆豆小baby完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
The Conscience of the Party: Hu Yaobang, China’s Communist Reformer 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3299860
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2934706
关于积分的说明 8470318
捐赠科研通 2608238
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1424137
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 661847
邀请新用户注册赠送积分活动 645578