4.2.2. g-C3N4 as photocathodesCombi

4.2.2. g-C3N4 as photocathodes
Combining photoelectrochemical (PEC) cells and semiconductor materials to convert solar energy into chemical fuels is a definitely important way to get sustainable energy to face the current energy crisis. Consulted that the semiconductor materials usually employed with n-type semiconductors, therefore, photoanodes employed with n-type semiconductor such as TiO2, ZnO, Fe2O3 and WO3 for PEC water oxidation have been studied intensively. However, there are few works about employing p-type semiconductor as photocathodes for PEC water reduction, not to mention employing the polymeric semiconductor. With superior chemical stability and special electronic structure, g-C3N4 is a promising semiconductor for photocathodes. Zhang et al. incorporated the active carbon sites to obtain a sustainable photocathode which Exhibits 3 times of higher cathodic PEC activity than that of the pure g-C3N4[159]. It is believe that the incorporation of carbon can effectively affect electronic structure of g-C3N4 through the following routines: (1) the carbon sites can bring an efficient charge separation indicated by reducing intensity of photoemission and this is beneficial for improving charge mobility; (2) the π-conjugated structure is enhanced. Both of the two aspects contribute to the charge mobility enhancement. In addition, the nanostructure also has impact on the diffusion path of free carriers, mass transfer and active sites, and then affect PEC activity. Sponge-like porosity obtained in this work can provide more active sites. Different PEC performance between carbon doped and pure g-C3N4 is depicted inFig. 28. It is expected that PEC activity can be improved via balancing electronic structures, change-carrier mobility and surface area in the future.

Kết quả (Việt) 1:

4.2.2. g-C3N4 như photocathodesKết hợp các tế bào photoelectrochemical (PEC) và vật liệu bán dẫn để chuyển đổi năng lượng mặt trời vào nhiên liệu hóa học là một cách chắc chắn quan trọng để có được năng lượng bền vững để đối mặt với cuộc khủng hoảng năng lượng hiện tại. Tham khảo ý kiến rằng các vật liệu bán dẫn thường sử dụng với n-loại chất bán dẫn, do đó, photoanodes làm việc với n-kiểu bán dẫn như TiO2, ZnO, Fe2O3 và WO3 cho quá trình oxy hóa nước PEC đã được nghiên cứu chuyên sâu. Tuy nhiên, có rất vài tác phẩm về sử dụng kiểu p bán dẫn như photocathodes PEC nước giảm, không phải đề cập đến sử dụng các polyme bán dẫn. Với cấp trên sự ổn định hóa học và cấu trúc điện tử đặc biệt, g-C3N4 là một chất bán dẫn đầy hứa hẹn cho photocathodes. Trương et al. kết hợp các trang web hoạt động cacbon để có được một photocathode bền vững mà triển lãm 3 lần của hoạt động PEC cathodic cao hơn của tinh khiết g-C3N4 [159]. Nó là tin rằng sự kết hợp của cacbon có hiệu quả có thể ảnh hưởng đến các cấu trúc điện tử của g-C3N4 thông qua các thói quen sau: (1) các trang web cacbon có thể mang lại một tách phí hiệu quả chỉ ra bằng cách giảm cường độ của photoemission và điều này có lợi cho việc cải thiện tính di động phí; (2) π-kết cấu trúc được tăng cường. Cả hai khía cạnh đóng góp vào việc tăng cường vận động phí. Ngoài ra, Nano cũng có tác động trên con đường phổ biến của tàu sân bay miễn phí, chuyển khối lượng và các trang web đang hoạt động, và sau đó ảnh hưởng đến PEC hoạt động. Độ xốp xốp như thu được trong công việc này có thể cung cấp nhiều hoạt động trang web. Hiệu suất PEC khác nhau giữa carbon doped và g-C3N4 tinh khiết là depicted inFig. 28. nó dự kiến rằng PEC hoạt động có thể được cải thiện thông qua cân bằng điện tử cấu trúc, động thay đổi-vận chuyển và diện tích bề mặt trong tương lai.