1. Nature：鈣鈦礦-BiVO4柔性人工樹葉器件製備太陽燃料
將光吸收結構和催化劑集成到同一個器件構建的光電化學人工樹葉能夠顯著的降低太陽能燃料的生產成本，但是目前的催化劑和材料沉積技術限制了器件的大規模化，而且當使用易碎或者較大的塊體材料將影響這種器件的運輸和部署。有鑑於此，劍橋大學Erwin Reisner等報道通過使用薄層柔性基底以及修飾碳基保護層，搭建質量非常輕的人工樹葉器件，實現了優異的光催化分解水和還原CO2性能。在0.1個太陽光照射條件，以鉛基鹵化物鈣鈦礦作為光陽極，擔載於修飾銦錫氧化物塗層的聚對苯二甲酸乙二醇酯基底，使用Pt作為催化劑，實現了4266 μmol g-1 h-1的制氫性能，當使用Co催化劑分子修飾光陽極進行CO2光化學還原，反應產物的CO:H2選擇性達到7.2。這種質量非常輕的鈣鈦礦-BiVO4光電器件的太陽能製備氫效率、太陽能制CO效率分別為0.58 %和0.053 %。這個工作通過質量非常低的樹葉光電器件實現了光電催化分解水和合成氣，通過將傳統的玻璃基底替換為柔性薄膜基底，這種人工樹葉的單位質量催化活性顯著提高，並且通過大規模製備技術能夠生成低於100 mg cm-2的獨立的漂浮樹葉，當構建面積達到100 cm2的器件仍保持非常高的產率。通過鈣鈦礦光陽極與高活性光催化劑集成緊湊的光電器件，在低光照條件CO2還原反應實現了較高的選擇性。這種概念性的器件為池塘/海洋等開放空間水源中進行太陽能製備燃料提供可行和幫助。Andrei, V., Ucoski, G.M., Pornrungroj, C. et al. Floating perovskite-BiVO4 devices for scalable solar fuel production. Nature 608, 518–522 (2022)DOI: 10.1038/s41586-022-04978-6https://www.nature.com/articles/s41586-022-04978-62. Nature Materials：BiOI-BiVO4光電化學分解CO2和H2O人們發展了能夠直接製備太陽能燃料的光電化學器件，但是通常光電化學器件面臨着浸入式吸光材料具有非常有限的穩定性問題，導致光電化學器件的實用化面臨困難和挑戰。有鑑於此，劍橋大學Erwin Reisner、Judith L. MacManus-Driscoll、帝國理工學院Robert L. Z. Hoye等報道發展了一種能夠穩定製氫超過1個星期的光電器件，這種器件將BiOI光吸收材料與高效率的氧化物材料和石墨導電膠結合，因此這種器件能夠用於制氫和CO2還原催化反應，而且導致該器件性能衰減的原因變為催化劑降解。作者創新的設計了由多個像素點構成的光電器件，這種多像素光電器件展示了比傳統單個光電器件更加優異的光電流、起始電壓、器件穩定性。這種含有多個BiOI光陰極和BiVO4光陽極的串聯光電器件能夠在無偏壓的條件穩定的進行長達240 h的水分解，而且當使用Cu92In8合金催化劑構建器件，能夠從CO2生成合成氣。Andrei, V., Jagt, R.A., Rahaman, M. et al. Long-term solar water and CO2 splitting with photoelectrochemical BiOI–BiVO4 tandems. Nat. Mater. 21, 864–868 (2022)DOI: 10.1038/s41563-022-01262-whttps://www.nature.com/articles/s41563-022-01262-w催化技術交流微信群
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