中科院“光電催化分解水制氫”新進展,達到目前文獻報道最高效率

2021/9/12 14:11:28 來源:IT之家 作者:姜戈 責編:姜戈

IT之家 9 月 12 日消息 據中國科學院大連化學物理研究所消息,近日,中國科學院院士、中科院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室、太陽能研究部研究員李燦團隊在光電催化分解水制氫方面取得新進展,團隊受自然光合作用 Z 機制的啟發,實現了高效光電催化全分解水過程,該過程的分解水制氫效率達 4.3%,是目前文獻報道的最高效率

▲ 圖自中國科學院

研究中,團隊基于自然光合作用的原理,采用多媒介調控策略,實現了由自然光合作用 Z 機制啟發的高效光電催化全分解水過程。團隊通過將無機氧化物基光陽極(BiVO4),有機聚合物基光陰極(PBDB-T:ITIC:PC71BM)與多個電荷傳輸媒介相耦合,組裝了一個高效的無偏壓全分解水光電化學池

研究發現,該體系中有機聚合物的離散能級特性使得有機光陰極和無機光陽極的光譜吸收具有較好的互補性,極大提高了太陽能的利用率。此外,該體系在捕光材料和電子受體/供體之間構建了一個包含多個電荷傳輸媒介的仿生電荷傳輸鏈。在電化學電位梯度的驅動下,光生電子通過這些電荷傳輸媒介有效轉移,提高了電荷傳輸速率并降低了電荷復合速率,實現了高效的電荷分離和傳輸。因而,太陽能-氫氣(STH)轉換效率達到 4.3%。該研究通過使用具有匹配能級的多媒介調控的仿生策略,為高效人工光合體系的合理設計和組裝提供了新思路和有效方法。

IT之家了解到,相關研究成果以 Unassisted Photoelectrochemical Cell with Multimediator Modulation for Solar Water Splitting Exceeding 4% Solar-to-Hydrogen Efficiency 為題,發表在《美國化學會志》上。

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關鍵詞:中科院

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