過氧化氫(H2O2)作為人工光合作用的產(chǎn)物越來越受到關(guān)注，這是一種有前途的太陽能轉(zhuǎn)換策略。通常，存在兩種光催化H2O2生產(chǎn)途徑，即顆粒光催化(PC)和光電化學(xué)(PEC)系統(tǒng)。使用PEC系統(tǒng)提高2e-ORR是H2O2生產(chǎn)的有前景的策略，而到目前為止，只有少數(shù)幾種半導(dǎo)體表現(xiàn)出具有PEC的2e-ORR活性，其中大多數(shù)是通過染料的光敏劑效應(yīng)表現(xiàn)出活性的有機(jī)材料。因此，尋求一個有前途的PEC系統(tǒng)將能夠?qū)崿F(xiàn)高活性的有效電荷轉(zhuǎn)移，并具有良好的選擇性的光陰極材料生產(chǎn)H2O2具有重要意義。基于此，揚(yáng)州大學(xué)俞磊和九州工業(yè)大學(xué)Zhenyuan Teng等通過在鍍鉬玻璃(Mo-SLG)上進(jìn)行簡單的噴霧熱解沉積(SPD)和化學(xué)浴沉積相結(jié)合技術(shù)，制造了一種高效的In2S3/CBS陰極。H2O2生產(chǎn)過程中的電極光電流比沒有In2S3改性的電極光電流增加了131倍，是之前在相同偏置條件下(0.35 VNHE)工作的3倍。在氧氣和可見光存在下，沉積Au作為助催化劑后，可通過間接2e-ORR以5.5 mg L-1 h-1 cm-1的速率獲得H2O2，具有良好的法拉第效率(71%)。
為了進(jìn)一步確認(rèn)反應(yīng)機(jī)理，研究人員進(jìn)行了基于酰鹵和超氧化物之間的親核取代反應(yīng)的超氧化物自由基捕獲實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明反應(yīng)機(jī)理可能為CBS上的光激發(fā)電子將O2還原為?O2-然后進(jìn)一步歧化生成H2O2。良好的性能可能歸因于薄膜的致密結(jié)構(gòu)促進(jìn)了電荷傳輸，化學(xué)浴法沉積的p型CBS和n型半導(dǎo)體In2S3的結(jié)合提高了電子-空穴分離效率，從而顯著增強(qiáng)了光電流。與傳統(tǒng)的染料敏化光電陰極相比，該研究為設(shè)計(jì)用于生產(chǎn)H2O2的高效無機(jī)光電陰極提供了實(shí)用策略，并將引起人們對通過PEC系統(tǒng)進(jìn)行ORR的更多興趣。Visible Light-Driven H2O2 Synthesis by a Cu3BiS3 Photocathode via a Photoelectrochemical Indirect Two-Electron Oxygen Reduction Reaction. Applied Catalysis B: Environmental, 2022. DOI:10.1016/j.apcatb.2022.121152
