一、太阳【迷信布景】 

自1972年Fujishima以及Honda运用二氧化钛光阳极揭示了光电化学（PEC）水份化技术以来，氢技该技术作为一种有前途的规模太阳能制氢（H₂）技术受到了普遍关注。对于PEC水份化技术的化运实际运用，除了固有的用质高太阳能制氢（STH）功能以及在水性电解质中的精采晃动性之外，在不飞腾其功能的料牛情景下扩展光阳极的规模至关紧张。大少数报道的太阳按比例淘汰的金属氧化物光阳极与小尺寸的比照展现出低良多的功能。好比，氢技BiVO₄是规模一种代表性的光阳极质料，对于小尺寸（0.1-0.3 cm²）光阳极，化运其STH功能在6-8%规模内。用质可是料牛，由于氟异化氧化锡（FTO）涂层玻璃基底的太阳高电阻率以及BiVO₄层的不屈均厚度，大尺寸（1-70 cm²）BiVO₄光阳极的氢技STH功能仅为0.1-3%。

针对于上述难点，规模韩国蔚山迷信技术院钻研职员制备了一种由镍箔/NiFeOOH电催化剂封装的三碘化甲醛铅(FAPbI₃)钙钛矿（PSK）基光阳极，具备精采的功能、晃动性以及可扩展性。这种金属封装的FAPbI₃光阳极在1.23 V_RHE(其中V_RHE是相对于可逆氢电极的电压)下记实了22.8 mA cm^-2的光电流密度，并在模拟1个太阳映射下展现出优异的晃动性。本钻研还经由将光阳极与相同尺寸的FAPbI₃太阳能电池并联衔接，构建了全钙钛矿基无辅助光电化学水份化零星，其太阳能制氢功能为9.8%。最后，本文揭示了将这些Ni封装的FAPbI₃光阳极扩展到123 cm²大尺寸，记实了8.5%的STH功能。

二、【迷信贡献】

作者揭示了用于大规模无辅助太阳能水份化的NiFeOOH/Ni/FAPbI₃光阳极以及全PSK封装（en）-PEC微型模块（2 × 2阵列，30.8 cm²）的展现图。

PEC–光伏（PV）零星中PSK太阳能电池运用FAPbI₃作为光罗致剂。为了开拓一种可能浸入水中的FAPbI₃光阳极，作者在FAPbI₃薄膜上贴了一层优化厚度（25 μm）的镍金属箔，以残缺克制电解质渗透。此外，作者经由滴铸Ni以及Fe前体溶液将作为析氧反映（OER）助催化剂的NiFeOOH聚积在Ni箔上，以制作金属封装的FAPbI₃（展现为NiFeOOH/Ni/FAPbI₃）光阳极。在1.23 V_RHE下，NiFeOOH/Ni/FAPbI₃光阳极的光电流密度（J_ph）为22.82 mA cm^-2，这在所有报道的PSK光阳极中是具备优势的。

图1 NiFeOOH/Ni/FAPbI₃阳极以及PEC零星。© 2023 Springer Nature

图2n–i–p妄想的FAPbI₃PV电池的妄想与功能。© 2023 Springer Nature

图3 n–i–p妄想NiFeOOH/Ni/FAPbI₃阳极的功能。© 2023 Springer Nature

图4 NiFeOOH/Ni/FAPbI₃阳极微型模块的淘汰演示。© 2023 Springer Nature

在PCE反映器中，作者将NiFeOOH/Ni/FAPbI₃光阳极以及暗阴极（Pt丝）浸入电解质中。小尺寸（0.25 cm²）全PSK PEC-PV零星的太阳能转换功能为9.8%，与功能卓越的PSK光阳极或者金属氧化物（金属氮化物）PEC-PV零星至关。之后，作者逐渐将NiFeOOH/Ni/FAPbI₃光阳极从0.25 cm²扩展到123.2 cm²，并揭示了它们在试验室以及户外阳光下的功能。按比例淘汰的（30.8-123.2 cm²）模块展现2小时的STH功能为8.5%，H₂以及O₂具备类似的气体破费率，分说为128.9以及64.5 μmol cm⁻² h⁻¹。此外，2 × 2阵列多反映器水份化零星（123.2 cm²）的优势在于电解液的不断行动以及在径自的储槽中同时群集发生的气体。因此，该零星适用于在室外阳光下妨碍大规模太阳能产氢。

 三、【立异点】

该使命与从前的大面积PEC工程差距，在淘汰光阳极尺寸后，STH的功能（从9.8% (0.25 cm²)到8.5% (123.2 cm²)）不太大损失。

四、【迷信开辟】

本文经由削减单元电池尺寸、削减电池数目（多电池措施）以及削减反映器数目（多反映器措施）将NiFeOOH/Ni/FAPbI₃光阳极从0.25 cm²扩展到123.2 cm²（扩展500倍），而STH功能不太大飞腾（低于15%）。这些服从证明了在大电池光阳极中坚持小电池的高STH功能的可能性。尽管淘汰的零星（123.2 cm²）中展现出8.5%的高STH功能，可是该STH功能对于实际的PEC制氢（H₂）技术来说依然不够高。

原文概况：Hansora, D., Yoo, J.W., Mehrotra, R. et al. All-perovskite-based unassisted photoelectrochemical water splitting system for efficient, stable and scalable solar hydrogen production. Nat Energy (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-023-01438-x

本文由景行撰稿

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