Full‐Spectrum Light‐Harvesting Solar Thermal Electrocatalyst Boosts Oxygen Evolution

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作者
Mingxia Xu,Qiming Bing,Yunchuan Tu,Yunlong Zhang,Mo Zhang,Yafeng Cai,Jinlei Li,Xianguang Meng,Jia Zhu,Liang Yu,Dehui Deng
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (52): e202412049-e202412049 被引量:12
标识
DOI:10.1002/anie.202412049
摘要

Enabling high-efficiency solar thermal conversion (STC) at catalytic active site is critical but challenging for harnessing solar energy to boost catalytic reactions. Herein, we report the direct integration of full-spectrum STC and high electrocatalytic oxygen evolution activity by fabricating a hierarchical nanocage architecture composed of graphene-encapsulated CoNi nanoparticle. This catalyst exhibits a near-complete 98 % absorptivity of solar spectrum and a high STC efficiency of 97 %, which is superior than previous solar thermal catalytic materials. It delivers a remarkable potential decrease of over 240 mV at various current densities for electrocatalytic oxygen evolution under solar illumination, which is practically unachievable via traditionally heating the system. The high-efficiency STC is enabled by a synergy between the regulated electronic structure of graphene via CoNi-carbon interaction and the multiple absorption of lights by the light-trapping nanocage. Theoretical calculations suggest that high temperature-induced vibrational free energy gain promotes the potential-limiting *O to *OOH step, which decreases the overpotential for oxygen evolution.
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