光电化学装置是利用太阳能实现各种化学转化的多功能平台。然而,源自气相中的试剂/产物、液相中的水/电解质/产物和固相中的催化剂/光电极的三相质量和电子转移的巨大挑战在很大程度上限制了其实际应用。
在这里,安徽师范大学熊宇杰教授,东南大学Yunqian Dai报道了一种分层三相扩散光电极的模拟引导开发,以改善传质并确保光电化学气/液流转换的电子转移。
文章要点
1)半导体纳米晶体可控地集成在电纺纳米纤维衍生垫中,克服了半导体固有的脆性。自支撑垫机械强度高的骨架,以及令人满意的光子吸收、导电性和分层孔隙,使三相扩散光电极的设计成为可能。
2)这种设计允许光电化学气/液转换在流通池中连续进行。作为概念证明,甲烷转化的生产率和产物选择性分别提高了16.6倍和4.0倍,并且具有显着的耐久性。
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Meng, X., Zhu, C., Wang, X. et al. Hierarchical triphase diffusion photoelectrodes for photoelectrochemical gas/liquid flow conversion. Nat Commun 14, 2643 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-38138-9
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38138-9