Molecular Photoelectrodes with Enhanced Photogenerated Charge Transport for Efficient Solar Hydrogen Evolution

化学 电荷(物理) 光化学 太阳能燃料 太阳能转换 光电化学 化学物理 纳米技术 光电子学 太阳能 光催化 电极 物理化学 电化学 催化作用 有机化学 生态学 物理 材料科学 量子力学 生物
作者
Yifan Gao,Feiqing Sun,Yanjie Fang,Yingke Wen,Feiyang Hong,Bing Shan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (9): 7671-7681 被引量:19
标识
DOI:10.1021/jacs.4c17133
摘要

Photoelectrocatalytic cells for seawater splitting have shown promise toward large-scale deployment; however, challenges remain in operation performances, which outline clear research needs to scale up photoelectrodes with small loss of efficiency. Here, we report an approach for scalable and robust solar H2 evolution by enhancing photogenerated charge transport in a H2-evolving molecular photoelectrode. The photoelectrode is based on p-type conjugated polymers that are homogeneously distributed in a polycarbazole network. With a self-assembled NiS2 catalyst, the photoelectrode under solar irradiation (100 mW cm-2, AM 1.5 G) is capable of evolving H2 from seawater at an external quantum efficiency (EQE) of 34.4% under an applied bias of -0.06 V vs RHE. When scaling up from 1 cm2 to 25 cm2, the photoelectrode generates photocurrents stabilized at 0.4 A and maintains the high EQE at an efficiency loss of less than 1%. Investigation of the photogenerated charge-transport dynamics reveals that the kinetic basis for scaling up lies in the desirable hole diffusion length that far exceeds the spacing between adjacent conjugated-polymer chains due to interchain π-π interactions.
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
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
科研狗发布了新的文献求助10
刚刚
繁星入梦完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
丰富山灵发布了新的文献求助10
3秒前
xyz完成签到,获得积分10
3秒前
Nature44完成签到 ,获得积分10
4秒前
不一样的烟火完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Lel完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
程风破浪发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
NexusExplorer应助弓云生采纳,获得10
6秒前
jjooooooooy完成签到,获得积分20
7秒前
chenlc971125完成签到 ,获得积分0
7秒前
22发布了新的文献求助10
7秒前
Lel发布了新的文献求助10
8秒前
科研狗完成签到,获得积分10
9秒前
peace完成签到,获得积分10
10秒前
大个应助王鸿鑫采纳,获得10
10秒前
bobo完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
在水一方应助张志迪采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
xuan完成签到,获得积分10
12秒前
学术智子发布了新的文献求助10
13秒前
奋斗宝贝完成签到,获得积分10
13秒前
bkagyin应助人间天堂采纳,获得10
14秒前
14秒前
体贴的静芙完成签到,获得积分10
14秒前
今后应助wenli采纳,获得10
15秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
阿七发布了新的文献求助10
16秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
乐观银耳汤完成签到,获得积分10
16秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
CLSI M27M44S Performance Standards for Antifungal Susceptibility Testing of Yeasts Fourth Edition 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7117518
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8770337
关于积分的说明 18546138
捐赠科研通 6689665
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3146645
关于科研通互助平台的介绍 2264239
邀请新用户注册赠送积分活动 2121295