已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Near-Complete Suppression of Oxygen Evolution for Photoelectrochemical H2O Oxidative H2O2 Synthesis

化学 析氧 覆盖层 光催化 电子顺磁共振 电解水 过氧化氢 电催化剂 光电化学电池 光化学 催化作用 电化学 分解水 电解质 电极 物理化学 电解 核磁共振 物理 生物化学 有机化学
作者
Kan Zhang,Jiali Liu,Luyang Wang,Bingjun Jin,Xiaofei Yang,Shengli Zhang,Jong Hyeok Park
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (19): 8641-8648 被引量:181
标识
DOI:10.1021/jacs.9b13410
摘要

Solar energy-assisted water oxidative hydrogen peroxide (H2O2) production on an anode combined with H2 production on a cathode increases the value of solar water splitting, but the challenge of the dominant oxidative product, O2, needs to be overcome. Here, we report a SnO2–x overlayer coated BiVO4 photoanode, which demonstrates the great ability to near-completely suppress O2 evolution for photoelectrochemical (PEC) H2O oxidative H2O2 evolution. Based on the surface hole accumulation measured by surface photovoltage, downward quasi-hole Fermi energy at the photoanode/electrolyte interface and thermodynamic Gibbs free energy between 2-electron and 4-electron competitive reactions, we are able to consider the photoinduced holes of BiVO4 that migrate to the SnO2–x overlayer kinetically favor H2O2 evolution with great selectivity by reduced band bending. The formation of H2O2 may be mediated by the formation of hydroxyl radicals (OH·), from 1-electron water oxidation reactions, as evidenced by spin-trapping electron paramagnetic resonance (EPR) studies conducted herein. In addition to the H2O oxidative H2O2 evolution from PEC water splitting, the SnO2–x/BiVO4 photoanode can also inhibit H2O2 decomposition into O2 under either electrocatalysis or photocatalysis conditions for continuous H2O2 accumulation. Overall, the SnO2–x/BiVO4 photoanode achieves a Faraday efficiency (FE) of over 86% for H2O2 generation in a wide potential region (0.6–2.1 V vs reversible hydrogen electrode (RHE)) and an H2O2 evolution rate averaging 0.825 μmol/min/cm2 at 1.23 V vs RHE under AM 1.5 illumination, corresponding to a solar to H2O2 efficiency of ∼5.6%; this performance surpasses almost all previous solar energy-assisted H2O2 evolution performances. Because of the simultaneous production of H2O2 and H2 by solar water splitting in the PEC cells, our results highlight a potentially greener and more cost-effective approach for "solar-to-fuel" conversion.
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
1秒前
舒适怀寒完成签到 ,获得积分10
5秒前
ss25发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
jxp发布了新的文献求助10
8秒前
淡定归尘完成签到,获得积分0
10秒前
13秒前
hhhhh完成签到 ,获得积分10
14秒前
16秒前
Ava应助卓头OvQ采纳,获得10
20秒前
星辰大海应助jxp采纳,获得10
20秒前
23秒前
狮子沟核聚变骡子完成签到,获得积分10
23秒前
klbzw03发布了新的文献求助10
23秒前
叶枫完成签到 ,获得积分10
26秒前
13654135090完成签到,获得积分10
26秒前
ss25完成签到,获得积分10
26秒前
DreamRunner0410完成签到 ,获得积分10
29秒前
五十一笑声应助有人采纳,获得10
35秒前
Jasper应助七十二莳采纳,获得10
39秒前
41秒前
有人给yeyuan1017的求助进行了留言
45秒前
卓头OvQ发布了新的文献求助10
46秒前
48秒前
英勇羿发布了新的文献求助10
49秒前
Dingyiren发布了新的文献求助20
51秒前
zdy完成签到,获得积分10
53秒前
WUHUIWEN完成签到,获得积分10
59秒前
59秒前
Dingyiren完成签到,获得积分20
1分钟前
耶嘿完成签到,获得积分10
1分钟前
耶嘿发布了新的文献求助10
1分钟前
唐唐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
浅尝离白应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
小超人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 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 3146673
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2797981
关于积分的说明 7826310
捐赠科研通 2454478
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1306289
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627692
版权声明 601522