DOI 10.1038/s41563-023-01519-y
High quantum efficiency of hydrogen production from methanol aqueous solution with PtCu-TiO2 photocatalysts.
Аннотация
Methanol with 12.5 wt% H2 content is widely considered a liquid hydrogen medium. Taking into account water with 11.1 wt% H2 content, H2 synthesis from the mixture of water and methanol is a promising method for on-demand hydrogen production. We demonstrate an atomic-level catalyst design strategy using the synergy between single atoms and nanodots for H2 production. The PtCu-TiO2 sandwich photocatalyst achieves a remarkable H2 formation rate (2,383.9 µmol h-1) with a high apparent quantum efficiency (99.2%). Furthermore, the oxidation product is a high-value chemical formaldehyde with 98.6% selectivity instead of CO2, leading to a nearly zero-carbon-emission process. Detailed investigations indicate a dual role of the copper atoms: an electron acceptor to facilitate photoelectron transfer to Pt, and a hole acceptor for the selective oxidation of methanol to formaldehyde, thus avoiding over-oxidation to CO2. The synergy between Pt nanodots and Cu single atoms together reduces the activation energy of this process to 13.2 kJ mol-1.
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.