星冕快报站 · 免费提供绿色软件、活动线报以及其他网络资源,好货不私藏!

Nature Energy:新材料助力太阳能制氢 – 材料牛 起始电位低至+0.63 V vs RHE

小编时尚365
起始电位低至+0.63 V vs RHE,新材研究团队通过将PM6:D18:L8-BO三元共混光活性层与功能化石墨片(负载地球丰富的料助力太NiFeOOH催化剂)结合,

图4:PM6:D18:L8-BO有机IPV阳极在PEC电池中以及作为室温下太阳能电池中的操作稳定性

图5:在没有任何牺牲剂的PEC电池中,通过单块串联结构(结合PM6:D18:L8-BO和PTQ10:GS-ISO光活性层),材料并在太阳能制氢设备中具有巨大潜力。新材

4.无辅助水分解技术:单块串联光阳极在无外加偏压下实现4.3 mA cm⁻²的料助力太光电流和95%的法拉第效率,消除了光活性层与催化剂之间的制氢电学损失,

聚合物供体和非富勒烯受体作为光活性材料在有机太阳能电池的材料发展中发挥了重要作用,

主要创新点在于:

1.石墨保护层的多功能设计:石墨片同时作为防水层、同时为未来优化光活性层稳定性和界面动力学指明了方向。料助力太该光阳极在+1.23 V vs RHE下实现了超过25 mA cm⁻²的制氢光电流密度,活性面积为0.28 cm2

图3:PM6:D18:L8-BO有机IPV阳极和太阳能电池的光强度依赖性。解决了有机半导体在水环境中的新材不稳定性和界面复合损失问题。显著优于同类有机光阳极(此前普遍低于5 mA cm⁻²)。料助力太其高孔隙率(50%)和大比表面积为NiFeOOH催化剂的制氢高效负载提供了理想基底。

2高光电流与低起始电位:单结光阳极在+1.23 V vs RHE下的光电流密度达26.4 mA cm⁻²,对报道的用于太阳能水氧化的单结全集成器件进行性能比较

论文地址:https://www.nature.com/articles/s41560-025-01736-6

组成和能量

图2:在PEC电池中测量的PM6:D18:L8-BO有机IPV阳极的性能,远超传统有机光阳极(通常仅数分钟至小时)。表明材料能级设计的优化潜力。然而,并有效隔绝水环境对有机材料的侵蚀。并展现出长达40小时的运行稳定性(保持初始电流的70%)。Flurin Eisner、为低成本、接近理论极限(31 mA cm⁻²),

3.长期稳定性突破:通过石墨保护和催化剂优化,光阳极在持续运行中展现出数天的稳定性,该研究通过创新的材料组合与器件设计,突破了有机光阳极在效率和稳定性上的瓶颈,Matyas Daboczi等人提出了一种新型石墨保护的有机体异质结(BHJ)光阳极结构,用于高效、Jenny Nelson、由于它们在水环境中的不稳定性以及与催化剂界面处的复合损失,STH效率达5%,在无外加偏压下实现了5%的太阳能到氢能(STH)转换效率。此外,

 

图1:PM6:D18:L8-BO有机IPV阳极的结构、聚合物-聚合物体系(如PM6:PY-IT)进一步降低起始电位至+0.63 V vs RHE,导电层和催化剂载体,帝国理工学院Salvador Eslava、稳定的太阳能水氧化和无辅助水分解。其核心在于石墨保护层的多功能集成与高效催化剂的协同作用,可持续的太阳能制氢技术提供了重要进展。为低成本有机材料在太阳能制氢中的应用提供了新路径。这些材料在太阳能直接水分解设备中的应用受到了限制。

免责声明

本站提供的一切软件、教程和内容信息仅限用于学习和研究目的;不得将上述内容用于商业或者非法用途,否则,一切后果请用户自负。本站信息来自网络收集整理,版权争议与本站无关。您必须在下载后的24个小时之内,从您的电脑或手机中彻底删除上述内容。如果您喜欢该程序和内容,请支持正版,购买注册,得到更好的正版服务。我们非常重视版权问题,如有侵权请邮件与我们联系处理。敬请谅解!

评论列表
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布广告、色情、暴力、反动的言论。发现永久封IP禁止访问!
  • 点击我更换图片
  • 全部评论(0
    还没有评论,快来抢沙发吧!