A Triad Photoanode for Visible Light‐Driven Water Oxidation via Immobilization of Molecular Polyoxometalate on Polymeric Carbon Nitride
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Abstract Due to their availability, low cost, nontoxicity, and tunability, polymeric carbon nitrides (CN x ) represent one of the most attractive materials classes for the development of fully sustainable photo(electro)catalytic systems for solar‐driven water splitting. However, the development of CN x ‐based photoanodes for visible light‐driven water oxidation to dioxygen is rather challenging, particularly due to issues related to photoelectrode stability and effective coupling of the light absorber with water oxidation catalysts. Herein, a triadic photoanode comprising a porous TiO 2 electron collector scaffold sensitized by CN x coupled to a molecular cobalt polyoxometalate (CoPOM = [Co 4 (H 2 O) 2 (PW 9 O 34 ) 2 ] 10 ) catalyst is reported. Complete water oxidation to dioxygen under visible (λ > 420 nm) light irradiation is demonstrated, with photocurrents down to relatively low bias potentials (0.2 V vs RHE). Furthermore, polyethyleneimine (PEI), a cationic polymer is shown to act as an effective and non‐sacrificial electrostatic linker for immobilization of the anionic CoPOM onto the negatively charged surface of CN x . The optimized deposition of CoPOM using the PEI linker translates directly into improved efficiency of the transfer of photogenerated holes to water molecules and to enhanced oxygen evolution. This work thus provides important design rules for effective immobilization of POM‐based catalysts into soft‐matter photoelectrocatalytic architectures for light‐driven water oxidation.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- A Triad Photoanode for Visible Light‐Driven Water Oxidation via Immobilization of Molecular Polyoxometalate on Polymeric Carbon Nitride
- Date Crossref
- 08/03/2022
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Universität Ulm pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Technische Hochschule Ulm pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institute of Inorganic Chemistry I Ulm University Albert‐Einstein‐Allee 11 89081 Ulm Germany Institute of Inorganic Chemistry I pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institute of Electrochemistry Ulm University Albert‐Einstein‐Allee 47 89081 Ulm Germany pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Electron Microscopy Group of Materials Science Ulm University Albert‐Einstein‐Allee 11 89081 Ulm Germany pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Universität Ulm, Technische Hochschule Ulm et Institute of Inorganic Chemistry I — Institute of Inorganic Chemistry I Ulm University Albert‐Einstein‐Allee 11 89081 Ulm Germany, avec 2 autres affiliations.
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