从可再生和丰富的生物质中产生CO和H₂代表了一种可持续的方式，但是在温和的条件下仍然具有挑战性。

近日，大连理工大学Min Wang报道了在室温下使用分离式光电化学(PEC)电池将生物质光电催化重整为CO和H₂。

文章要点

1）在这种分开的PEC电池中，光生空穴在光阳极表面迁移，用于将生物质氧化成CO和H⁺，光生电子从光阳极流入阴极，用于将H⁺还原成H₂。通过膜隔离，在阴极室中获得高纯度的H₂，在阳极室中获得CO。

2）研究发现在不需要有机溶剂的情况下，六方WO₃可有效将水中生物质通过PEC氧化为CO，为了提高PEC效率，通过氮掺杂来调节WO₃光阳极的结构极性，建立内部电场，有效地改善了光生载流子的分离和转移。

3）与原始WO₃(55 mmol m^-2 h^-1的CO析出率)相比，N-WO₃在偏压为0 V时实现了88 mmol m^-2 h^-1的CO析出率和70 %的选择性。在AM 1.5G照明，1.2 V下，具有N-WO₃光阳极和Pt箔阴极的分离式PEC电池稳定地产生析出速率为237 mmol m^-2 h^-1、纯度> 99.99%的H₂，并产生析出速率为45 mmol m^-2 h^-1、H₂/CO比为约5 : 1的CO。

参考文献

Fanhao Kong, et al, Photoelectrocatalytic Reforming of Polyol-based Biomass into CO and H₂ over Nitrogen-doped WO₃ with Built-in Electric Fields, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202210745

https://doi.org/10.1002/anie.202210745