Near-infrared-driven water splitting for hydrogen evolution using a Cu2ZnSnS4-based photocathode by the application of upconversion nanoparticles
文献情報
Kuang Feng, Zhiwang Cai, Dingwang Huang, Lintao Li, Kang Wang, Yan Li, Chenyang Wang, Jie Song, Wei Wei, Feng Jiang
In recent years, photoelectrochemical (PEC) water splitting has become an attractive approach for the production of renewable hydrogen by utilizing solar energy. Achieving high-efficiency hydrogen production via solar water splitting requires a semiconductor with a suitable band gap. Generally, a wide band gap results in an ideal open-circuit voltage for solar water splitting devices, but it makes the devices incapable of absorbing and utilizing the near-infrared (NIR) portion of sunlight. To further improve the utilization efficiency for solar energy, we employ rationally designed core–shell or core–shell–shell structured upconversion nanoparticles (UCNPs) as “nanotransducers” that enable the conversion of NIR light into visible light; thus, NIR light can be indirectly absorbed by visible light-responsive photocathodes. Upon doping with different lanthanides, our prepared UCNPs gain the ability to convert NIR light (980 nm) into blue, green, or red light. Although the Cu2ZnSnS4 (CZTS) photocathode shows an excellent response to visible light, it is almost unable to absorb NIR light beyond 860 nm. After addition of UCNPs into the buffer solution, the CZTS-based photocathode exhibits an appreciable photocurrent density of −4 mA cm−2 at 0 VRHE under 980 nm irradiation. This work demonstrates that the solar-to-hydrogen conversion efficiency of the photoelectrode can be further boosted with the involvement of UCNPs as a NIR energy converter.
関連文献
A pillar[5]arene-based 3D polymer network for efficient iodine capture in aqueous solution
Jiajun Cao, Huangtianzhi Zhu, Liqing Shangguan, Yuezhou Liu, Peiren Liu, Qi Li, Yitao Wu
DOI: 10.1039/D1PY00535A
Poly[glycidyl oligo(oxyethylene)carbamate]s (PGn-EOmR′ and R-PGn-EOmR′): controlled synthesis and effects of molecular parameters (n and m), side groups (R′), and end-groups (R) on thermoresponsive properties
Tingyu He, Yanqiu Wang, Liang Xu, Xiangming Fu, Atsushi Narumi, Shin-ichiro Sato
DOI: 10.1039/D1PY00070E
The self-assembly of single chain Janus nanoparticles from azobenzene-containing block copolymers and reversible photoinduced morphology transitions
Wei Wen
DOI: 10.1039/D1PY00223F
IrAAC-based construction of dual sequence-defined polytriazoles
Xiaojun Wang, Xueyan Zhang, Yong Wang, Shengtao Ding
DOI: 10.1039/D1PY00718A
Self-catalyzing photoredox polymerization for recyclable polymer catalysts
Jacob J. Lessard, Georg M. Scheutz, Angie B. Korpusik, Rebecca A. Olson, C. Adrian Figg, Brent S. Sumerlin
DOI: 10.1039/D1PY00208B
Facile construction of noncovalent graft copolymers with triple stimuli-responsiveness for triggered drug delivery
Lei Xu, Hairong Wang, Hongrui Tian, Mingzu Zhang, Jinlin He, Peihong Ni
DOI: 10.1039/D1PY00135C
こちらもおすすめ
環戊烷-1,3-二甲酸甲酯はどのように合成されますか?
環戊烷-1,3-二甲酸甲酯は、環戊烷と塩酸によるヒンデンブルク反応を経由して合成されます。この反応では、環戊烷が塩酸と作用し、1,3-ジカルボキシ基が導入されま...
4-メトキシ-1,2,3-スチアゼ-3,5-ジオンとは何ですか?
4-メトキシ-1,2,3-スチアゼ-3,5-ジオンは、CAS番号107843-77-6の化合物で、(E)-ベンジル3-(3,4-ジヒドロキシフェニル) acry...
プロスタグランジンA2について「に適用される法規ガイドラインは何ですか?'
プロスタグランジンA2 (CAS番号: 41691-92-3) は、化学物質の安全管理に関する規制として、GHS (危険物質の国際的ハザード分類・ラベル付けシス...
4-アミノ-1-ナフタレン sulfonic 酸についての物理化学的性質は何ですか?
4-アミノ-1-ナフタレン sulfonic 酸のCAS番号は84-86-6です。この化合物は結晶性で、分子量は212.15 g/molです。アルコールや水など...
N-GlcNAc-生物素を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?
N-GlcNAc-生物素は吸収性があり、皮膚や目への接触を避けることが重要です。PPE(個体保護具)は使用し、ドラフトチャンバーは必要に応じて使用します。漏洩時...
3-アミノメチルフローラノピペリジン-1-カルボニル酸テルブチルエステルとは何ですか?
CAS番号1209781-11-2の3-アミノメチルフローラノピペリジン-1-カルボニル酸テルブチルエステルは、有機化合物の一種で、化学式はC10H17FNO3...
6-溴-1-甲基-1H-ベンゾ[d][1,2,3]三氮唑はどのように合成されますか?
6- bromo-1-methyl-1H-benzotriazoleは、ブロモフリオリンと1-メチル-1H-ベンゾ[d][1,2,3]三氮唑の反応により合成され...
4-硫代尿苷はどのように合成されますか?
4-硫代尿苷は、尿素とD-リボシルヒドロキシアルデヒドを用いてスルホン化反応を経て合成されます。通常は塩酸ヒドロキシチオニルスルホン酸などの触媒を使用し、選択性...
ブレインナトリユリックペプチド32ラットとは何ですか?
ブレインナトリユリックペプチド32ラット(CAS番号: 133448-20-1)は、心臓で作られるホルモンの一つで、心不全の診断や予後評価に使用されます。
1-(3-氮杂啶)-4-羟基哌啶双盐酸盐の物理化学的性質は何ですか?
CAS番号810680-60-5の1-(3-氮杂啶)-4-羟基哌啶双盐酸盐は、白色の結晶性粉末である。分子量は360.84 g/molで、水に溶けやすい。反応活...















