无需辅助装置的光阴极-阳极电池实现的同时产糖酸和氢气的过程

《Advanced Energy Materials》：Simultaneous Glycolate and Hydrogen Generation Enabled by Unassisted Photocathode-Anode Cells

光电化学水分解技术通过PdAu/Ni泡沫催化剂实现乙二醇高效合成，结合Cu?O光阴极构建零偏压系统，同步产氢与回收PET塑料获得乙二醇，法拉第效率达95.6%和94.8%，太阳能转化效率5.6 mA/cm2，为环保能源整合提供新思路。

　　

摘要

光电化学（PEC）水分解技术作为一种由太阳能驱动的可持续化学合成方法，展现出了巨大的潜力。然而，这种受光合作用启发的方法受到氧气释放动力学缓慢的限制。本文报道了一种无偏压、节能的PEC系统，能够同时产生乙二醇酸盐和氢气。研究人员开发了一种高效的金钯（PdAu）催化剂，该催化剂应用于镍泡沫上，用于转化来自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料的乙二醇（EG）。该催化剂在电化学合成乙二醇酸盐方面表现出优异的性能：起始电位低至0.25 V（相对于可逆氢电极RHE），法拉第效率（FE）高达95.6%，电流密度为100 mA cm^?2。当与氧化亚铜（Cu₂O）光阴极结合使用时，这种基于太阳能的PEC-HER//EGOR装置在无外加偏压的情况下可实现5.6 mA cm^?2的光电流密度，这是因为乙二醇的氧化反应所需电位低于氧气的释放反应。此外，在无偏压运行1小时后，该系统的氢气法拉第效率接近100%，乙二醇酸盐的法拉第效率为94.8%，显示出在无需额外偏压或昂贵化学品的情况下实现连续、同时生产氢气和利用PET衍生物质的优势。这项工作展示了一种简单、高效且环境友好的太阳能到化学物质的转化方法，有助于整合环境修复和PEC合成技术。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。