亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Photocatalytic water splitting with a quantum efficiency of almost unity

分解水 量子效率 光催化 析氧 光催化分解水 制氢 能量转换效率 半导体 材料科学 化学物理 化学 光电子学 物理化学 催化作用 生物化学 有机化学 电化学 电极
作者
Tsuyoshi Takata,Junzhe Jiang,Yoshihisa Sakata,Mamiko Nakabayashi,Naoya Shibata,Vikas Nandal,Kazuhiko Seki,Takashi Hisatomi,Kazunari Domen
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:581 (7809): 411-414 被引量:1893
标识
DOI:10.1038/s41586-020-2278-9
摘要

Overall water splitting, evolving hydrogen and oxygen in a 2:1 stoichiometric ratio, using particulate photocatalysts is a potential means of achieving scalable and economically viable solar hydrogen production. To obtain high solar energy conversion efficiency, the quantum efficiency of the photocatalytic reaction must be increased over a wide range of wavelengths and semiconductors with narrow bandgaps need to be designed. However, the quantum efficiency associated with overall water splitting using existing photocatalysts is typically lower than ten per cent1,2. Thus, whether a particulate photocatalyst can enable a quantum efficiency of 100 per cent for the greatly endergonic water-splitting reaction remains an open question. Here we demonstrate overall water splitting at an external quantum efficiency of up to 96 per cent at wavelengths between 350 and 360 nanometres, which is equivalent to an internal quantum efficiency of almost unity, using a modified aluminium-doped strontium titanate (SrTiO3:Al) photocatalyst3,4. By selectively photodepositing the cocatalysts Rh/Cr2O3 (ref. 5) and CoOOH (refs. 3,6) for the hydrogen and oxygen evolution reactions, respectively, on different crystal facets of the semiconductor particles using anisotropic charge transport, the hydrogen and oxygen evolution reactions could be promoted separately. This enabled multiple consecutive forward charge transfers without backward charge transfer, reaching the upper limit of quantum efficiency for overall water splitting. Our work demonstrates the feasibility of overall water splitting free from charge recombination losses and introduces an ideal cocatalyst/photocatalyst structure for efficient water splitting.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
shaonianzu完成签到 ,获得积分10
6秒前
爱科研的小凡完成签到,获得积分10
13秒前
cjh发布了新的文献求助10
44秒前
爆米花应助cjh采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
dlfg发布了新的文献求助10
1分钟前
110o发布了新的文献求助10
1分钟前
cc完成签到 ,获得积分10
1分钟前
过氧化氢发布了新的文献求助30
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
cjh发布了新的文献求助10
1分钟前
ZanE完成签到,获得积分10
1分钟前
qiuer7应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
cjh完成签到,获得积分20
1分钟前
含糊的尔槐完成签到,获得积分10
2分钟前
paradox完成签到 ,获得积分10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
斯文败类应助HM采纳,获得10
2分钟前
小蘑菇应助yr采纳,获得30
3分钟前
3分钟前
110o发布了新的文献求助10
3分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Wen完成签到 ,获得积分10
3分钟前
4分钟前
故城完成签到 ,获得积分10
4分钟前
Pomelo完成签到,获得积分10
4分钟前
Pomelo发布了新的文献求助10
4分钟前
Orange应助Pomelo采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
情怀应助1111采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5422529
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4537432
关于积分的说明 14157441
捐赠科研通 4454018
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2443173
邀请新用户注册赠送积分活动 1434482
关于科研通互助平台的介绍 1411612