| 高效传质与电子转移的全纳米线光催化燃料电池自驱动净水同步产氢 |
| Self-driven water purification and simultaneous hydrogen generation by all-nanowire photocatalytic fuel cell with enhanced mass and electron transfer |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 祝凯 | 苏州科技大学环境科学与工程学院, 苏州 215009
清华大学环境学院水质与水生态研究中心, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084 | | | 梁媛 | 苏州科技大学环境科学与工程学院, 苏州 215009 | | | 兰华春 | 清华大学环境学院水质与水生态研究中心, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084 | | | 安晓强 | 清华大学环境学院水质与水生态研究中心, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084 | xqan@tsinghua.edu.cn | | 刘健侨 | 华中科技大学化学化工学院, 材料化学能量转化与储存重点实验室, 武汉 430074 | |
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| 摘要: 分别以三维分级碳布基底上组装的TiO2纳米线阵列和铂化的硅纳米线阵列作为光阳极和光阴极，构建了具有高效传质和电子转移特征的全纳米线光催化燃料电池。在光照作用下，光阳极微流道内的光生空穴能有效氧化降解有害污染物，这同时增强了光电子还原水产氢的活性。与传统的平面式光电极相比，全纳米线光催化燃料电池在不需要外部偏压条件下即可高效降解模拟印染废水和同步生成氢气新能源。 |
| 关键词: 光催化燃料电池 纳米线 光电化学 产氢 电荷转移 传质 |
| 基金项目: 国家自然科学基金(No.51978372，52221004)资助。 |
| Abstract: This paper constructed an all-nanowire photocatalytic fuel cell with enhanced mass and electron transfer by integrating TiO2 nanowire array photoanodes on three-dimensional (3D) hierarchical carbon cloth and platinized Si nanowire array photocathodes. Under light illumination, the potholes generated at the microfluidic photoanodes effectively oxidize various harmful contaminants, which significantly enhanced the reduction of water by photoelectrons for hydrogen gas production. Compared with conventional planar photoelectrodes, the all-nanowire photocatalytic fuel cell can efficiently degrade simulated dye wastewater and simultaneously generate hydrogen new energy without requiring an external bias voltage. |
| Keywords: photocatalytic fuel cell nanowire photoelectrochemical hydrogen generation charge transfer mass transfer |
| 投稿时间：2022-10-24 修订日期：2023-05-11 |
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| 祝凯,梁媛,兰华春,安晓强,刘健侨.高效传质与电子转移的全纳米线光催化燃料电池自驱动净水同步产氢[J].无机化学学报,2023,39(7):1429-1439. |
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