基于太陽能和水分離的氫氣生產技術已經作為無碳能源系統出現。許多研究人員已經用低成本和富含地球的材料開發了高效的薄膜光電化學(PEC)器件。然而，由于催化劑的不穩定性，太陽能水分離系統的壽命很短，這是由于化學溶解和氫泡產生的機械應力造成的。最近的一項研究發現，納米孔水凝膠可以防止PEC器件的結構退化。
在這項研究中，延世大學Hyungsuk Lee，Jooho Moon通過利用冷凍技術設計水凝膠基覆層的多孔結構來研究其保護機制。
文章要點
1）對具有不同孔結構的冷凍膠覆蓋層的測試表明，冷凍膠保護器中的氫氣通過提供氣泡成核位來降低催化劑表面的剪應力。
2）冷凍后的表面層有效地保持了鉑催化劑顆粒在器件表面的均勻分布，保持了200小時以上。
研究發現有助于建立半永久性光電化學器件，實現無碳社會。
參考文獻
Kang, B., Tan, J., Kim, K. et al. Stable water splitting using photoelectrodes with a cryogelated overlayer. Nat Commun 15, 1495 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45701-5
