通过光电化学(PEC)水分解将太阳能直接转化为氢是一种很有前途的可持续能源社会的方法，因为氢是可储存、可运输的，并且可以在不产生二氧化碳的情况下转化为电能。PEC电池由半导体光电阴极和光阳极串联而成，作为一种相对简单和有效的驱动整个水分解反应的方法而引起了广泛的关注，而无需施加外部偏压。

图1所示。(a)在Ti箔衬底上制备的ZnSe-CIGS光电阴极和(b)集成PEC电池的摄影图像，以及(c)在照明下集成PEC电池上的整体水分解反应示意图。

这项工作展示了一种集成的PEC电池，能够在不需要搅拌电解质的情况下驱动水分解反应，从而提高了能量转换效率。由于电解质中不存在强制对流，因此在电池中，光电极尽可能靠近彼此，以促进反应物的传质是很重要的。为此，采用了一种新型柔性光电阴极。

mo涂层的Ti箔用作光电阴极材料(ZnSe)薄膜的衬底。_0.85(立方寸_0.7遗传算法_0.3Se₂）_0.15(ZnSe-CIGS)。在Mo层和Ti箔之间插入钠石灰玻璃纳米层，因为钠的掺杂大大提高了光电阴极中的载流子浓度。所得到的柔性光电阴极的照相图像如图1(A)所示。与传统的玻璃板衬底相比，这种钛箔上的ZnSe-CIGS光电阴极可以很容易地切割和操纵。这种材料首先被切割成0.1×1厘米的部分，然后排列在光阳极的表面，以制造集成的PEC电池。BiVO₄(BVO)由于其高量子效率和耐久性而被用作光阳极材料。图1(b)显示了集成PEC电池的摄影图像，而图1(c)分别显示了ZnSe-CIGS光电阴极和BVO光电阳极表面的氢和氧析出。最重要的是，反应位置彼此非常接近，有利于反应物的面内扩散。

因此，集成的PEC电池在不搅拌电解质溶液的情况下，太阳能到氢的转换效率为1.0%。这一数值高于传统的平行PEC细胞，这是由于反应物通过平面内扩散进行了更好的传质。因此，本研究提出了一种可行的方法来构建一个可扩展和高效的PEC水分解系统。

金子博之，多门和成
东京大学，日本东京

出版

由(ZnSe)0.85(CuIn0.7Ga0.3Se2)0.15光电阴极和BiVO4光电阳极组成的光电电池进行整体水分解。
东涛，金子H, Minegishi T，小林H，钟M，邝Y，久明T，片山M，高田T，西山H，山田T，多门K
化学通讯(Camb)。2017年10月24日

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