光电化学CO2还原反应流动电池是满足以工业规模生产太阳能燃料的要求的有前途的装置。具有宽带隙的光电极无法在高电流密度下实现高效CO2还原，而在流动池配置中集成具有窄带隙的不透明光电极仍然是一个挑战。
近日，天津大学巩金龙教授展示了一种用于CO2还原的PEC流通池，该流通池具有背照式硅光阳极，可提高能量利用效率。
文章要点
1）为了克服流动池中不透明半导体光吸收体和气体扩散电极之间的矛盾，Si光电极被无定形Si钝化，以获得超长的少数载流子扩散长度，并将光吸收区和催化部位分开。这种分离的结构使得光能够从阳极室侧引入到电池的阳极室中。
2）在这种配置中，用于CO2RR的PEC流动池中实现了高反应速率（38 mA/cm2）。此外，对于CO2的转化，使用Ag催化剂，背照式Si光阳极辅助的PEC流动池对于FE为90%的CO显示出2.42%的STF效率。同时，在Cu催化剂上实现了CO2RR转化为C2+产物的直接PEC流动池，FE为53%，STF为0.29%。
这项工作中的设计策略打开了基于硅光电极的有前途的方法，以从CO2和H2O产生太阳能燃料，用于工业应用。
参考文献
Liu, B., Wang, T., Wang, S. et al. Back-illuminated photoelectrochemical flow cell for efficient CO2 reduction. Nat Commun 13, 7111 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-34926-x
https://doi.org/10.1038/s41467-022-34926-x
