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【2h】

Solar Water Splitting with a Hydrogenase Integrated in Photoelectrochemical Tandem Cells

机译：集成在光电化学串联电池中的加氢酶分解太阳能水

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Hydrogenases (H2ases) are benchmark electrocatalysts for H2 production, both in biology and (photo)catalysis in vitro. We report the tailoring of a p‐type Si photocathode for optimal loading and wiring of H2ase through the introduction of a hierarchical inverse opal (IO) TiO2 interlayer. This proton‐reducing Si|IO‐TiO2|H2ase photocathode is capable of driving overall water splitting in combination with a photoanode. We demonstrate unassisted (bias‐free) water splitting by wiring Si|IO‐TiO2|H2ase to a modified BiVO4 photoanode in a photoelectrochemical (PEC) cell during several hours of irradiation. Connecting the Si|IO‐TiO2|H2ase to a photosystem II (PSII) photoanode provides proof of concept for an engineered Z‐scheme that replaces the non‐complementary, natural light absorber photosystem I with a complementary abiotic silicon photocathode.
机译：氢酶（H2ases）是生物学和体外（光）催化过程中产生H2的基准电催化剂。我们报告了通过引入分级反蛋白石（IO）TiO2中间层来优化H2ase负载和布线的p型Si光电阴极的设计。这种减少质子的Si | IO-TiO2 | H2ase光电阴极能够与光电阳极一起驱动整体水分解。我们通过在辐射的几个小时内将Si | IO-TiO2 | H2ase连接到光电化学（PEC）电池中的修饰的BiVO4光电阳极上，证明了无辅助的（无偏差）水分解。将Si | IO-TiO2 | H2ase连接至光系统II（PSII）光电阳极可为工程Z方案提供概念证明，该Z方案将非互补的自然光吸收剂光系统I替换为互补的非生物硅光电阴极。

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