Solar Water Splitting with a Hydrogenase Integrated in Photoelectrochemical Tandem Cells - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Angewandte Chemie International Edition Année : 2018

Solar Water Splitting with a Hydrogenase Integrated in Photoelectrochemical Tandem Cells

Dong Heon Nam
  • Fonction : Auteur
Virgil Andrei
  • Fonction : Auteur
Nikolay Kornienko
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Nina Heidary
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Andreas Wagner
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  • PersonId : 884445
Kenichi Nakanishi
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Katarzyna Sokol
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Barnaby Slater
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Ingo Zebger
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Stephan Hofmann
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Chan Beum Park
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Résumé

Hydrogenases (H2ases) are benchmark electrocatalysts in 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 by 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 complementary 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.

Dates et versions

hal-01828160 , version 1 (03-07-2018)

Identifiants

Citer

Dong Heon Nam, Jenny Zhang, Virgil Andrei, Nikolay Kornienko, Nina Heidary, et al.. Solar Water Splitting with a Hydrogenase Integrated in Photoelectrochemical Tandem Cells. Angewandte Chemie International Edition, 2018, ⟨10.1002/anie.201805027⟩. ⟨hal-01828160⟩
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