由具有可調(diào)結(jié)構(gòu)和可調(diào)能級的光敏劑和分子催化劑組成的染料敏化光電極，對于低成本和環(huán)保的太陽能輔助合成富含能量的產(chǎn)品具有吸引力。盡管有這些優(yōu)點，但染料敏化NiO光電陰極存在嚴(yán)重的電子-空穴復(fù)合和易脫離的問題，限制了光電化學(xué)水分解器件中的光電流和穩(wěn)定性。鑒于此，來自烏普薩拉大學(xué)的Haining Tian、Gustav Berggren和慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Nicolas Plumeré等人研究開發(fā)了一種高效而堅固的生物雜化染料敏化NiO光電陰極，其中氧化還原聚合物增強(qiáng)了分子間電荷轉(zhuǎn)移。
文章要點：
1）該研究證實，由于從染料到催化劑的有效輔助電子轉(zhuǎn)移，與可逆氫電極相比，該生物雜化NiO光電陰極在中性pH和0 V下的光電流為141±17 μA·cm?2，并且在5 h內(nèi)穩(wěn)定連續(xù)輸出；
2）此外，該研究表明，該光電陰極能夠與釩酸鉍光電陽極相結(jié)合驅(qū)動整體水分解，在所有的基于染料敏化光電陰極的水分解裝置中顯示出顯著的太陽能-氫氣效率，同時，該研究提供了建立綠色生物混合系統(tǒng)用于人工合成太陽能燃料的理論依據(jù)。
參考資料：
Cheng, F., Pavliuk, O., Hardt, S. et al. Embedding biocatalysts in a redox polymer enhances the performance of dye-sensitized photocathodes in bias-free photoelectrochemical water splitting. Nat. Commun. (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-47517-9
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47517-9
