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
3秒前
5秒前
8秒前
9秒前
kanong完成签到,获得积分0
10秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
13秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
贾贡献完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
23秒前
26秒前
27秒前
Jackcaosky完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
荣安安发布了新的文献求助10
32秒前
研友_GZ3zRn完成签到 ,获得积分0
34秒前
35秒前
Dino完成签到 ,获得积分10
38秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
39秒前
42秒前
42秒前
43秒前
听流沙完成签到 ,获得积分10
43秒前
44秒前
荣安安完成签到,获得积分10
46秒前
49秒前
白昼の月完成签到 ,获得积分0
50秒前
50秒前
qhcaywy完成签到,获得积分10
50秒前
btcat完成签到,获得积分0
59秒前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Roms fliessende Grenzen : Archäologische Landesausstellung Nordrhein-Westfalen 1000
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Geist der Kunst und Kultur 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
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 7425003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9027972
关于积分的说明 19231078
捐赠科研通 7053880
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3235631
关于科研通互助平台的介绍 2399061
邀请新用户注册赠送积分活动 2218125