基于一维硅纳米阵列聚合物无机复合结构的PEC光催化制氢研究

来源 :2014年全国高分子材料科学与工程研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:david70s
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Photoelectrochemical water splitting to produce hydrogen is a renewable method for addressing the worldwide energy consumption increasing and fossil fuels storage shrinking.Silicon nanowire (SiNW) arrays are promising for effective PEC hydrogen production with a narrow bandgap and good light-trapping properties; however, Si is an indirect semiconductor and susceptible to photocorrosion in aqueous solution.We demonstrate a new strategy of first protecting and then activating to improve the performance of SiNW arrays. This strategy involves coating a robust conductive polymer as a protective layer on SiNW surfaces byelectropolymerization, and then enhancing its light absorption and photocatalytic efficiency withplasmonic metal nanoparticles. As an example, AgNPs/PEDOT/SiNW array photoanode was utilizedfor solar hydrogen generation from a water/methanol mixture (Figure 1). Arrays with PEDOT layer show steadier photocurrent behavior than arrays without p rotective layer and arrays further decorated with AgNPs achieved stronger photocurrent density under the same conditions (Figure 2). Moreover, the AgNPs/PEDOT/SiNW arrays show a stable and e xcellent performance in solar hydrogen evolution with a hydrogen evolution rate of 36.OSpmo1/(cmh) and a solar-to-chemical energy conversion efficiency of 2.86% (Figure 3). Our strategy provides a promising approach for corrosion protection and efficient hydrogen production of narrow-band-gap semiconductors.
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