Thiophen‐basierte konjugierte acetylenische Polymere mit dualen aktiven Zentren für effiziente Cokatalysator‐freie photoelektrochemische Wasserreduktion im alkalischen Medium
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Medientyp:
E-Artikel
Titel:
Thiophen‐basierte konjugierte acetylenische Polymere mit dualen aktiven Zentren für effiziente Cokatalysator‐freie photoelektrochemische Wasserreduktion im alkalischen Medium
Beschreibung:
<jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Konjugierte Polymere sind attraktive Materialien für die photoelektrochemische Wasserstoffentwicklungsreaktion (PEC‐HER) unter neutralen oder sauren Bedingungen. Jedoch zeigen sie im alkalischen Medium immer noch eine geringe PEC‐HER‐Leistung aufgrund des Fehlens von Wasserdissoziations‐Zentren. Hier zeigen wir, dass durch Anpassung des konjugierten acetylenischen Polymers (CAPs) von Poly(diethinylthieno[3,2‐b]thiophen) (<jats:bold>pDET</jats:bold>) zu Poly(2,6‐diethinylbenzo[1,2‐b:4,5‐b′]dithiophen (<jats:bold>pBDT</jats:bold>) und Poly(diethinyldithieno[3,2‐b:2′,3′‐d]thiophen) (<jats:bold>pDTT</jats:bold>) hocheffiziente aktive Wasserdissoziations‐Zentren in CAPs eingeführt werden können. Infolgedessen zeigen auf Cu‐Substrat gewachsene <jats:bold>pDTT</jats:bold> und <jats:bold>pBDT</jats:bold> Benchmark‐Photostromdichten von 170 μA cm<jats:sup>−2</jats:sup> und 120 μA cm<jats:sup>−2</jats:sup> (bei 0,3 V vs. RHE; pH 13), die 4,2‐ bzw. 3‐mal höher sind als die von <jats:bold>pDET</jats:bold>. DFT‐Rechnungen und elektrochemische Operando‐Resonanz‐Raman‐Spektroskopie zeigen, dass die elektronenangereicherten C<jats:sub>β</jats:sub> der äußeren Thiophenringe von <jats:bold>pDTT</jats:bold> die aktiven Zentren für die Wasserdissoziation sind, während die ‐C≡C‐Bindungen als aktive Zentren für die Wasserstoffentwicklung fungieren.</jats:p>