纳米人

Adv Mater：光电协同催化分解水

纳米技术
2023-03-03


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发展氢能经济并且改变对传统化石燃料的依赖，是人类社会能够可持续发展的关键。光催化和电催化技术是具有前景的两种制氢技术，但是光催化制氢技术的太阳能制氢效率非常低，电催化制氢具有非常高的过电势。

有鉴于此，山东大学王朋（Peng Wang）等提出将光催化和电催化技术结合的策略，通过钙钛矿卤化物光催化剂分解HI制氢，通过电催化还原I3-和制氧。

本文要点

（1）

这个光催化和电催化结合的体系能够将困难的纯水分解分为容易操作的体系，通过性能优异的MoSe2/MAbPbBr3-xIx进行光催化制氢，MoSe2/MAbPbBr3-xIx具有优异的电荷分离性能，丰富的制氢催化活性位点，较低的HI分解能垒，因此实现优异的光催化活性；电催化还原I­3-和产氧反应所需的过电势仅为0.92 V，低于电催化纯水所需的1.23 V电压。

（2）

光催化制氢和制氧反应生成的H2达到6.99 mmol g-1，生成的O2达到3.09 mmol g-1，氢气和氧气的比例接近2:1，通过I3-/I-的氧化还原循环反应能够实现光催化和电催化体系之间的连接，从而构筑了性能优异的纯水分解催化体系。

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参考文献

Xiaolei Liu, Qianqian Zhang, Shengli Zhao, Zeyan Wang, Yuanyuan Liu, Zhaoke Zheng, Hefeng Cheng, Ying Dai, Baibiao Huang, Peng Wang, Integrating Mixed Halide Perovskite Photocatalytic HI Splitting and Electrocatalysis into a Loop for Efficient and Robust Pure Water Splitting, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202208915

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202208915




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