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楊培東院士，最新JACS！

來源：時間：2023-09-07 10:00:38 瀏覽：1703次

第一作者：Elizabeth Lineberry和Jinhyun Kim

通訊作者：楊培東院士

通訊單位：美國加州大學伯克利分校

DOI: 10.1021/jacs.3c06243

01

研究背景

煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺）光陰極轉化為1, 4-二氫煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）輔助因子是激活氧化還原生物催化劑和利用可再生太陽能進行酶促合成的一個很有前途的平臺。然而，許多光電陰極受到低光電壓的影響，因此需要高陰極偏置電壓來產生NADH。基于此，加州大學伯克利分校楊培東院士等人報道了一種具有435 mV光電壓的n⁺p-型硅納米線（n⁺p-SiNW）光電陰極，以驅動節(jié)能的NADH生產。

02

文章要點

1、在n⁺/p界面處增強的能帶彎曲是高光電電壓的原因，有助于SiNW-基光電陰極NADH生成的基準起始電位（0.393 V_RHE）。

2、在0.2 V_RHE下，n⁺p-SiNW納米材料表現(xiàn)出的法拉第效率（FE）為84.7%，轉化率為1.63 μmol h^-1 cm^-1，這是在SiNW-敏化輔因子生產中實現(xiàn)最大生產率的最低陰極電位。

03

圖文展示

圖1. n⁺p-SiNW驅動的光陰極產生NADH的示意圖

圖2. SiNW-基催化劑驅動的[Cp*Rh(bpy)H₂O]²⁺的光電陰極還原

圖3. n⁺p-SiNW致敏的NAD⁺到NADH的轉化

圖4.電壓對太陽能驅動生產NADH的影響

圖5. NADH再生的長期可控電位光電解

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