Bias-free solar syngas production by integrating a molecular cobalt catalyst with perovskite–BiVO4 tandems

钙钛矿(结构) 合成气 催化作用 材料科学 过电位 分解水 选择性 化学工程 无机化学 化学 电化学 光催化 电极 有机化学 工程类 物理化学
作者
Virgil Andrei,Bertrand Reuillard,Erwin Reisner
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:19 (2): 189-194 被引量:259
标识
DOI:10.1038/s41563-019-0501-6
摘要

The photoelectrochemical (PEC) production of syngas from water and CO2 represents an attractive technology towards a circular carbon economy. However, the high overpotential, low selectivity and cost of commonly employed catalysts pose challenges for this sustainable energy-conversion process. Here we demonstrate highly tunable PEC syngas production by integrating a cobalt porphyrin catalyst immobilized on carbon nanotubes with triple-cation mixed halide perovskite and BiVO4 photoabsorbers. Empirical data analysis is used to clarify the optimal electrode selectivity at low catalyst loadings. The perovskite photocathodes maintain selective aqueous CO2 reduction for one day at light intensities as low as 0.1 sun, which provides pathways to maximize daylight utilization by operating even under low solar irradiance. Under 1 sun irradiation, the perovskite–BiVO4 PEC tandems sustain bias-free syngas production coupled to water oxidation for three days. The devices present solar-to-H2 and solar-to-CO conversion efficiencies of 0.06 and 0.02%, respectively, and are able to operate as standalone artificial leaves in neutral pH solution. Photoelectrochemical production of syngas from water and CO2 is technologically attractive but overpotentials, low selectivity and catalyst cost remain challenging. Tunable syngas production integrating cobalt porphyrin catalysts with perovskite and BiVO4 photoabsorbers is now shown.
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
Lucas应助孤独的无血采纳,获得30
1秒前
水果完成签到 ,获得积分10
1秒前
bkagyin应助哈哈采纳,获得10
1秒前
尾巴发布了新的文献求助10
1秒前
王闯完成签到,获得积分20
1秒前
Zenghaw发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
乐乐应助xr采纳,获得10
4秒前
花火发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Orange应助yyryyrr采纳,获得10
5秒前
舒适飞薇完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
lee完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
JamesPei应助乐观的海采纳,获得10
6秒前
英俊的铭应助WoeL.Aug.11采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
元问晴发布了新的文献求助10
8秒前
欢喜的皮卡丘完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
阿福完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
8秒前
Owen应助坦率惊蛰采纳,获得10
8秒前
无脚鸟完成签到,获得积分10
9秒前
自觉博超发布了新的文献求助10
9秒前
拍肩大帝陈灵均完成签到 ,获得积分10
9秒前
Sissimummy完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
从容问雁完成签到,获得积分10
11秒前
阿福发布了新的文献求助10
11秒前
开朗道天完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
猫绒球发布了新的文献求助10
11秒前
长孙曼香完成签到,获得积分10
12秒前
万能图书馆应助嘟嘟采纳,获得10
12秒前
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
Fermented Coffee Market 2000
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Investigative Interviewing: Psychology and Practice 300
Atlas of Anatomy (Fifth Edition) 300
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 5286781
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4439406
关于积分的说明 13821497
捐赠科研通 4321398
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2371854
邀请新用户注册赠送积分活动 1367418
关于科研通互助平台的介绍 1330879