由具有可调结构和可调能级的光敏剂和分子催化剂组成的染料敏化光电极，对于低成本和环保的太阳能辅助合成富含能量的产品具有吸引力。尽管有这些优点，但染料敏化NiO光电阴极存在严重的电子-空穴复合和易脱离的问题，限制了光电化学水分解器件中的光电流和稳定性。鉴于此，来自乌普萨拉大学的Haining Tian、Gustav Berggren和慕尼黑工业大学的Nicolas Plumeré等人研究开发了一种高效而坚固的生物杂化染料敏化NiO光电阴极，其中氧化还原聚合物增强了分子间电荷转移。
文章要点：
1）该研究证实，由于从染料到催化剂的有效辅助电子转移，与可逆氢电极相比，该生物杂化NiO光电阴极在中性pH和0 V下的光电流为141±17 μA·cm−2，并且在5 h内稳定连续输出；
2）此外，该研究表明，该光电阴极能够与钒酸铋光电阳极相结合驱动整体水分解，在所有的基于染料敏化光电阴极的水分解装置中显示出显著的太阳能-氢气效率，同时，该研究提供了建立绿色生物混合系统用于人工合成太阳能燃料的理论依据。
参考资料：
Cheng, F., Pavliuk, O., Hardt, S. et al. Embedding biocatalysts in a redox polymer enhances the performance of dye-sensitized photocathodes in bias-free photoelectrochemical water splitting. Nat. Commun. (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-47517-9
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47517-9
