Contributors: SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES); Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG); Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA); Solar fuels, hydrogen and catalysis (SolHyCat); Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG); Département de l'électricité et de l'hydrogène pour les transports (DEHT); Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN); Institut National de L'Energie Solaire (INES); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA); Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ); PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS); Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG); Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM); Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN); Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA); Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL); Physique - IEMN (PHYSIQUE - IEMN); Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA); Toyota Motor Europe; Optique & Microscopies (NEEL - POM); Institut Néel (NEEL); Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ); Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ); Université Grenoble Alpes (UGA); University of Science and Technology of Hanoi (USTH); Labex Arcane; ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017); ANR-21-CE09-0040,POCOMA,Membranes polymères pour le management du confort thermique personnel(2021); European Project: 883264,Sun-to-X
نبذة مختصرة : International audience ; Photoelectrochemical water splitting is a sustainable and environmentally friendly way to produce green hydrogen, for which the practical fabrication of low-cost photoelectrodes remains a challenge. Here we report a porous photocathode assembly based on silicon nanowires (SiNW) as a light absorber and non-precious molybdenum sulfide (MoSx) as a hydrogen-evolution catalyst. Tuning the SiNW diameter is key to select the light absorption wavelength range of the system. We demonstrate a facile and robust route to synthesize SiNWs with a controlled diameter from 13 to 48 nm directly on a porous conductive support. The high quality and homogeneity of the SiNWs grown by this method also allowed drawing unprecedented conclusions on the growth process, hinting towards a silylene path. Photocathodes baring SiNWs covered with MoSx perform photoelectrocatalytic production of hydrogen for several hours with a faradaic yield over 98%.Building a porous photocathode for solar hydrogen production with earth-abundant materials: silicon nanowires to harvest light, molybdenum sulfide to turn protons into hydrogen.
Processing Request
No Comments.