10:21 2024-04-09 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Distribuția și reglarea biasului în celulele fotoelectrochimice de divizare a apei

_ Distribuția și reglementarea părtinirii în celulele fotoelectrochimice de divizare globală a apei

Reacția fotoelectrochimică (PEC) de divizare globală a apei (OWS) a fost complet dezvoltată în ultimul deceniu, în special în noi catalizatori, metode de caracterizare și mecanisme de reacție. În comparație cu reacția de evoluție a hidrogenului (HER), reacția de evoluție a oxigenului (OER) este considerată blocajul OWS datorită cineticii sale lente.

Pentru a reduce consumul de polarizare al fotoanozilor, o serie de jumătate alternative OER -s-au dezvoltat reactii precum alcooli, uree si reactii de oxidare a amoniacului. Scopul final al fotochimiei este de a fabrica o celulă PEC fără polarizare eficientă cu doi electrozi.

Cu toate acestea, majoritatea studiilor anterioare s-au concentrat doar pe proprietățile electrodului de lucru din celula cu trei electrozi, în timp ce polarizarea pe contraelectrodul a fost în mare parte ignorat. Mecanismul sinergic dintre oxidarea anodică și semireacțiile de reducere catodică este încă neclar.

Recent, grupul profesorului Yuchao Zhang a propus o metodă experimentală de măsurare a distribuției de polarizare într-o celulă PEC cu doi electrozi, studiind sistematic părtinirea. distribuția între fotoanozii reprezentativi și catozii Pt în celulele PEC OWS. Pentru prima dată, ei au arătat că semireacția OER nu este întotdeauna factorul de limitare a vitezei OWS, iar consumul de polarizare al electrozilor depinde de fototensiunea fotoanodului și de nivelul Fermi al catodului.

Studiul este publicat în revista National Science Review.

Studii ulterioare prin utilizarea Ni/n-Si ca fotoanod model au arătat că distribuția de polarizare în reacția generală poate fi ajustată eficient prin reglarea pH-ul electrolitului și semireacțiile cuplate. În consecință, ei au propus un descriptor pentru a evalua compatibilitatea dintre diferite semireacții, care a subliniat o metodă generală de proiectare a unei celule de reacție globală PEC eficientă.

Inspirați de aceasta, au fabricat o celulă PEC imparțială constând doar a unui fotoanod Ni/n-Si și a unui catod Pt cu un fotocurent de 5,3 ± 0,2 mA cm−2.

(Fluierul)

Inapoi