Breaking Liquid‐Phase Barriers: Concentrated Photothermal Evaporation‐Vapor Splitting at the Gas‐Liquid Interface

材料科学 光热治疗 分解水 光催化 光电子学 太阳能 化学物理 载流子 扩散 相(物质) 纳米技术 接受者 工作(物理) 能量转换 碳化 化学工程 传质 太阳能电池 制氢 能量转换效率 半导体 光伏系统 降级(电信) 光热效应 蒸发器 化学能 聚合物太阳能电池 混合太阳能电池 光催化分解水 人工光合作用
作者
Shidong Zhao,F Liu,Chunyang Zhang,Jie Huang,Biao Wang,Xinyuan Zhao,Shujian Wang,M-Y Liu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.75503
摘要

ABSTRACT Photocatalytic water splitting is a promising strategy for sustainable hydrogen production, but its efficiency is severely limited by inefficient solar utilization, sluggish charge carrier dynamics, and poor mass transfer in conventional solid‐liquid‐gas triphase systems. Herein, we develop a floating gas‐solid biphasic system that synergistically addresses these bottlenecks by integrating photothermal conversion and photocatalysis at the gas‐liquid interface. Carbonized wood (CW) serves as both a solar evaporator for full‐spectrum solar harvesting and a floating substrate, enabling efficient liquid‐to‐vapor conversion. A Ti‐defective TiO 2 (TO) photocatalyst anchored with highly dispersed Cu atoms (CT) is deposited on CW, where Cu atom anchoring significantly enhances charge carrier separation/transfer efficiency. Under concentrated solar irradiation, the optimal 0.3CT/CW system achieves a remarkable hydrogen evolution rate of 80.09 µmol h −1 , which is 5.14 times higher than that of the traditional triphase powder system. Theoretical calculations confirm that the vapor‐phase environment reduces the reaction energy barrier, while numerical simulations reveal that H 2 diffusion in the gas phase is four orders of magnitude faster than in the liquid phase. Moreover, the system exhibits excellent stability and adaptability to natural water sources. This work offers new insights into the design of high‐efficiency solar energy conversion systems for sustainable hydrogen production.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Zoe完成签到,获得积分10
刚刚
华仔应助任性的曼卉采纳,获得10
刚刚
咩咩咩发布了新的文献求助10
1秒前
刘晓璐完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
wqeqa发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
FashionBoy应助jackycas采纳,获得10
2秒前
2秒前
烂漫乐曲发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
Aicici发布了新的文献求助10
3秒前
kvning完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
你可真下饭完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
snchvf完成签到,获得积分10
4秒前
zyznh完成签到 ,获得积分10
4秒前
充电宝应助研友_ndDY5n采纳,获得10
4秒前
4秒前
段仁杰完成签到,获得积分0
5秒前
陈帅完成签到,获得积分10
5秒前
清风明月完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
小圈圈发布了新的文献求助10
5秒前
qiu发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Anderson123完成签到,获得积分0
6秒前
6秒前
Maria完成签到,获得积分10
6秒前
深情安青应助柔弱的向雪采纳,获得10
6秒前
7秒前
汉堡包应助甘氨酸采纳,获得10
7秒前
合适背包发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
ZHOUCHENG完成签到,获得积分0
8秒前
song完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
huogo发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 600
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Isomerism In Coordination Compounds 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6934438
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8621494
关于积分的说明 18286119
捐赠科研通 6361168
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3074890
关于科研通互助平台的介绍 2112110
邀请新用户注册赠送积分活动 2052383