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Polymeric viologen-based electron transfer mediator for improving the photoelectrochemical water splitting on sb_(2)se_(3) photocathode

引用

Fundamental Research 2024年第2期4卷 291-299页

作者： Chang Liu Fusheng Li Linqin Wang Zeju Li Yilong Zhao Yingzheng Li Wenlong Li Ziqi Zhao Ke Fan Fei Li Licheng Sun State Key Laboratory of Fine Chemicals Institute of Artificial PhotosynthesisDUT-KTH Joint Education and Research Centre on Molecular DevicesInstitute for Energy Science and TechnologyDalian University of TechnologyDalian 116024China Center of Artificial Photosynthesis for Solar Fuels School of ScienceWestlake UniversityHangzhou 310024China Department of Chemistry School of Engineering Sciences in ChemistryBiotechnology and HealthKTH Royal Institute of TechnologyStockholm 10044Sweden

The photogenerated charge carrier separation and transportation of inside photocathodes can greatly influence the performance of photoelectrochemical(PEC)H2 production *** TiO_(2) with p-type semiconductors to construct heterojunction structures is one of the most widely used strategies to facilitate charge separation and ***,the band position of TiO_(2) could not perfectly match with all p-type ***,taking antimony selenide(sb_(2)se_(3))as an example,a rational strategy was developed by introducing a viologen electron transfer mediator(ETM)containing polymeric film(poly-1,1′-dially-[4,4′-bipyridine]-1,1′-diium,denoted as PV^(2+))at the interface between sb_(2)se_(3) and TiO_(2) to regulate the energy band alignment,which could inhibit the recombination of photogenerated charge carriers of *** Pt as a catalyst,the constructed sb_(2)se_(3)/PV^(2+)/TiO_(2)/Pt photocathode showed a superior PEC hydrogen generation activity with a photocurrent density of−18.6 mA cm^(-2) vs.a reversible hydrogen electrode(RHE)and a half-cell solar-to-hydrogen efficiency(HC-STH)of 1.54%at 0.17 V ***,which was much better than that of the related sb_(2)se_(3)/TiO_(2)/Pt photocathode without PV^(2+)(−9.8 mA cm^(-2),0.51%at 0.10 V ***).

关键词： Viologen Electron transfer mediator sb2se3 photocathode Solar water splitting Hydrogen evolution reaction

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