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Nature Communications volume 13、記事番号: 4982 (2022) この記事を引用

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世界中の何百万もの家族が依然として水不足の影響を受けやすく、飲料水へのアクセスがありません。 高度酸化プロセス (AOP) は、適格な活性酸素種 (ROS) による水の浄化に効果的な方法ですが、消耗品の試薬の投入、ROS の生成、およびサポートの前処理のいずれかにおいて高コストで退屈なプロセスによって妨げられています。電解質。 ここでは、人工葉を使用して、水からの太陽光支援によるH2O2生成と光フェントン様反応を自己サイクル可能なシステムに結合し、午前1太陽の下で0.77μmol/(min・cm2)の支援なしのH2O2生成率を達成しました。 1.5照度。 さらに、大きな（70 cm2）人工葉が、水、酸素、太陽光のみを必要とするリアルタイム廃水浄化用のリサイクル触媒を備えた太陽光発電の補助なしの重炭酸塩活性化過酸化水素（BAP）システムに使用されました。 このデモンストレーションは、実験室のベンチトップから産業までの分散型環境ガバナンス アプリケーションにおける光電気化学技術の実現可能性と拡張性を強調しています。

高度酸化プロセス (AOP) は、生成された活性酸素種 (ROS) が有機分子を石化する強力な酸化能力を備えているため、水溶液中のさまざまな有機汚染を効果的に処理できるアプローチとして認識されています1。 フェントン反応は、高濃度のヒドロキシルラジカル (・OH) を迅速に生成できる最も代表的な AOP の 1 つであるため、廃水処理工学で広く採用されています2。 しかし、フェントン反応は不可逆的なプロセスであり、H2O2、鉄塩、酸/アルカリなどのさまざまな化学試薬を継続的に供給する必要があり、廃水処理プロセス全体のコストが 1 倍以上増加します 3。 半導体上の不均一光触媒は、光誘起酸化還元プロセスによってさまざまな ROS を生成することができ、これは手頃なコストで環境に優しく持続可能な AOP とみなされます 4。 過去数十年にわたり、さまざまな光触媒や光触媒システムの開発または設計により、有機汚染の光触媒による分解に多くの努力が払われてきました1,5。 しかし、水溶液中で光誘起酸化還元プロセスによって ROS を直接生成することは、光誘起電子/正孔対の急速な再結合と、ラジカル生成の高い熱力学障壁 (例: -0.33 V での ·O2- と 1.99 V での ·OH 対 1.99 V での ·OH) によって大きく制限されます。通常の水素電極 (NHE)、光触媒とフェントン反応の組み合わせ、いわゆる光フェントン反応には H2O26,7 の供給も必要です。 したがって、実際に効率的で低コストで持続可能な AOP を見つけることが非常に必要です。

近年、重炭酸塩 (HCO3-) が H2O2 と反応して高い反応性で HCO4- を形成するだけでなく、光電気化学 (PEC) 条件下で可逆反応により水酸化 H2O2 発生の補助剤としても機能することが判明しました。以下に続きます8、9:

上記の可逆反応は、太陽光照射下で HCO3- を含む水溶液中で H2O2 がその場で生成および分解する可能性をもたらします 10、11、12。 さらに、HCO4- と H2O2 が共存すると、Co、Cu、または Mn イオンの活性化によってさまざまな ROS (・O2-、・OH、CO3・- など) の形成が促進されることが報告されています 13,14,15。 HCO3-、H2O2、HCO4- とフリーラジカル種の間の相関関係は、高効率で手頃なコストの自己サイクル AOP システムを設計するよう私たちにインスピレーションを与えます 16、17、18。

ここでは、廃水処理のための持続可能な反応システムを実現する、意図的に設計された人工葉に基づく自己サイクル型フェントンのようなシステムを提案します（図1a）。 まず、SnO2-x/BiVO4/WO3 光電極とポリテトラフルオロエチレン (PTFE) 修飾 Mo 単原子触媒/低還元酸化グラフェンでコーティングされたガス拡散電極 (PTFE@Mo-SACs) で構成される太陽光発電非補助人工葉です。 /mrG-GDE) カソードは、AM 1.5 G 照明下で 0.77 μmol/(min cm2) の生成速度で重炭酸塩含有電解質中で効率的な H2O2 生成を実現します。これは、バイアスのない太陽光から過酸化水素への変換効率 ( ShyE) 1.46%。 第二に、生成された H2O2 はその場で直ちに活性化されて主な ·OH、 ·O2-、および 1O2 などになります。 重炭酸塩電解質中の Mn(II) 種の触媒作用を介して、Mn(II) 種はそれに応じて酸化されて高価数の Mn(IV) 種になります。 第三に、カソード内で Mn(IV) 種を Mn(II) に還元することで、Mn 種を再利用できます (図 1a)。 その結果、水、酸素、太陽光のみを必要とするセルフサイクルプロセスは、さまざまな有機汚染物質の除去において1か月以上の長期安定性を実証します。

リサイクルされたマンガン種を用いた自己循環光フェントン様システムのスキーム。 b Mn 種の EPR 応答: (i) AM 1.5 照明下での最初の 2 分間の Mn(II) シグナル。 (ii) AM 1.5 照明下での最初の 10 分間の Mn(II)/Mn(IV) シグナル。 (iii) 消灯後 5 分後の Mn(II)/Mn(IV) シグナル。 (iv) 光が再び開いてから 5 分後の Mn(II)/Mn(IV) シグナル。

自己循環する AOP を実証するために、ROS の形成と Mn(II)/Mn(IV) の酸化還元カップリングが最初に証明されます。 補足図1に示すように、HCO3-、H2O2、およびMn（II）の共存の電子常磁性共鳴（EPR）スペクトルは、それらと比較して、・OH、・O2-、および1O2の信号強度が著しく増強されていることを示しています。 HCO3-/H2O2 または H2O2/Mn(II) の結果は、複数種の ROS が自己循環 AOP システムによって活性化できることを示しています 19。 次に、サイクリック ボルタンメトリー (CV) テストと EPR 分光法の両方を使用して、Mn 種を追跡しました。 補足図2に示すように、Mn(II)/Mn(III)およびMn(III)/Mn(IV)に関連する電気化学的酸化還元ピークは、可逆水素電極(RHE)に対して0.98〜1.58Vの電位窓に現れます。 、より狭い電位窓は、光誘起電荷によって容易に満たされるであろう。 酸化還元中の Mn 種の価数変化についてのさらなる洞察は、EPR 測定によって明らかになります。 図 1b に示すように、g~2 を中心とする特徴的な 6 本線パターンを持つ典型的な Mn(II) 信号が最初の 2 分間に観察されます (曲線 i)15。 ただし、この信号の対称性と振幅は両方とも 10 分以内に徐々に減少しました (曲線 ii)。これは、H2O2 がその場で生成されるときに Mn(II) が酸化されるためです。 したがって、Mn(IV) 種に対応する g~4 付近に新しいシグナルが観察され、Mn(II) が Mn(IV)20 に酸化されることが確認されます。 さらに、Mn(II) シグナルは、H2O2 の活性化中の消費と対応物の懸濁による Mn(II) の再生のブロックのため、10 分間の消灯後はほとんど観察されません (曲線 iii)。カソードでの還元反応21,22。 重要なことに、光を再び開いた後、酸化/還元の準平衡が再び現れ(曲線iv)、光活性化陰極下でのMn(IV)還元からのMn(II)の再生を示している20。 その結果、Mn種は太陽エネルギーによる自己循環システムのもとで「レドックスシャトル」としてリサイクルできることが明確に確認された。 自己サイクルシステムの重要な役割をさらに評価するために、カソードとマンガン種を分離する H セルで制御実験が行われました。 補足図3aに示すように、連続光照射下では、Mn(IV)のシグナルはHセルにのみ現れますが、1つのコンパートメント内のMn(II)/Mn(IV)の安定した準平衡が開いています。反応器（補足図3b）。

現場での H2O2 生成を実現するために、PEC 水酸化 H2O2 発生と電気化学的酸素還元 H2O2 反応が同時に使用されます。 我々の以前の報告によると、SnO2-xでコーティングされたBiVO4（SnO2-x/BiVO4）光アノードは、1e-によるわずかな水酸化・OH生成を伴うH2O2発生のための2e-水酸化反応（2e-WOR）を速度論的に促進することができます。 SnO2-x 上層が固体/液体エネルギーを調整するため、NaHCO3 電解質中での WOR が可能であり 23、2e-酸素還元反応 (2e-ORR) の熱力学的障壁が低い Mo-SACs/mrG は、電気化学的反応に対して高い活性と選択性を示すことができます。 NaHCO3 電解質での H2O2 の生成 24。 ここでは、太陽光のみで 2e-ORR を駆動するために、BiVO4/WO3 ヘテロ接合が開始電位を下げ、光電流密度を増加させることがよく実証されているため、SnO2-x/BiVO4/WO3 光アノードが設計されています 25。 図 2 は、SnO2-x/BiVO4/WO3 光アノードと Mo-SACs/mrG カソードを使用した太陽光駆動 H2O2 生成装置の概略図を示しています。 光アノードでの水酸化による H2O2 の生成とカソードでの H2O2 の O2 還元による生成を接続することにより、結合した光化学反応の光電圧と光電流が熱力学的レベルで等しくなるように制約されます。 BiVO4/WO3 光アノード電極の酸化還元電位は 0.34 V vs. RHE、2.45 V vs. RHE26 であり、2e-WOR の酸化電位 (1.77 V vs. RHE) と 2e-ORR の還元電位 (これは、太陽光によって励起された電荷キャリアが全体の反応を活性化するのに十分なエネルギーを持つことができることを意味します27。 このような連動した光化学反応の動作点は、個別に測定された J-V 曲線の交点で確立できます。 補足図4に示すように、交点は動作電流密度JOPに対応します。 pH と酸化還元電位の間の非線形相関の可能性を考慮して、SHyE は、H2O2 生成速度 (r(H2O2))、O2 および H2O から H2O2 へのギブズ自由エネルギー (ΔG(H2O2))、および太陽光発電強度 (Psun) を使用して計算する必要があります。 )28:

光誘起電子正孔対は内部電子場を介して分離されました。 電子は外部回路を介してカソードの単一金属サイトに移動し、2e-ORR反応を完了します。一方、正孔はBiVO4表面に移動し、SnO2-x/BiVO4/WO3光アノード上の2e-WORに参加します。

反応速度（J-V 曲線の傾き）を増加させるか、光アノードの開始電位を陰極側にシフトするか、カソードの開始電位を陽極側にシフトすると、光アノードとカソードの J-V 曲線の交点が上昇します。バイアスのない条件下での連動光化学反応の作動電流の大幅な増加29、これが AOP を望ましい H2O2 濃度で支援する鍵となります。

上記の議論に基づいて、光アノードとカソードの両方が、高い SHyE を達成するために合理的に最適化されます。 WO3 テクスチャ (補足図 5 および 6) と BiVO4 含有量 (補足図 7 および 8) を調整することにより、光電流密度は最初に 1.76 V 対 RHE で 5.63 mA/cm2 に最適化され、開始電位は 0.34 V 対 RHE になります。 .RHE。 次に、図 3a に概略的に示すように、H2O2 生成のファラデー効率 (FE) を向上させるために、同様の SnO2-x オーバーレイ アプローチが採用されました 23。 最適化された SnO2-x/BiVO4/WO3 は、技術の組み合わせによって特徴付けられ、多孔質 BiVO4/WO3 膜上に厚さ約 5 nm の SnO2-x からなる微細な層ごとのコンポーネント構造を備えた多孔質メゾスコピック光電極を示しています (図3b〜dおよび補足図9および10）。 紫外可視拡散反射率スペクトルは、SnO2-x / BiVO4 / WO3 の吸収端が BiVO4/WO3 の吸収端と同様であるが、WO3 の吸収端よりもはるかに大きいことを明らかにし（補足図11）、エネルギーへの影響が無視できることを示唆しています。 BiVO4/WO3 上の SnO2-x オーバーレイヤーのレベル図。 電気化学インピーダンス分光法（EIS）スペクトルは、BiVO4と比較してSnO2-x / BiVO4 / WO3の電荷キャリア輸送効率が大幅に向上していることを示しています（図3e）。 AM 1.5 照明下、100 mW/cm2 で 0.4 M NaHCO3 中で測定された PEC 水酸化 H2O2 生成性能は、SnO2-x 上層が BiVO4/WO3 の光電流密度をわずかに高めることを示しています (1.76 V 対 RHE で 6.1 mA/cm2)。 、同時に開始電位をBiVO4の0.64 V対RHEから0.32 V対RHEに陰極的にシフトさせます（図3f）。 重要なことに、SnO2-x/BiVO4/WO3 光アノードは、RHE に対して 0.5 ～ 1.7 V の電位範囲で 84% を超える安定した H2O2 FE を示します。これは、それぞれ BiVO4/WO3 および BiVO4 の 2.4 倍および 2.9 倍です (図3g）。 速度定数と活性化エネルギーは半導体/電解質界面であまり影響を受けないため、電位に依存しない H2O2 FE は PEC 反応の注目すべき特徴であり、これは共役光化学反応で高い SHyE を達成するために重要です。 さらに、ポテンシオスタット i-t テストでは、不動態化層が BiVO432 の光腐食を抑制するため、SnO2-x / BiVO4 / WO3 光アノードが BiVO4/WO3 および BiVO4 よりも安定していることが明らかになりました（補足図 12）。 前述したように、ここでは結合光化学反応が主に光アノードによって駆動されるため、高い光電流密度、低い開始電位、良好な安定性とともに、水酸化性 H2O2 生成のより高い選択性が、高い SHyE を達成するための重要な要素となります。

SnO2-x/BiVO4/WO3 のヘテロ構造の構築のスキーム。 b SnO2-x/BiVO4/WO3 の SEM 断面画像。 スケールバー: 500 nm。 c SnO2-x/BiVO4/WO3 の SEM 表面画像。 スケールバー: 500 nm。 d SnO2-x/BiVO4/WO3 の HR-TEM 画像、スケールバー: 5 nm。 e 0.4 M NaHCO3 電解液中、AM 1.5 照明下での BiVO4、BiVO4/WO3、および SnO2-x/BiVO4/WO3 の EIS スキャン。 f AM 1.5 照明下での BiVO4、BiVO4/WO3、および SnO2-x/BiVO4/WO3 の光電流線形スイープ ボルタンメトリー (LSV) スキャン。 g 0.4 M NaHCO3 電解液中、AM 1.5 照明下で電位を制御した BiVO4、BiVO4/WO3、および SnO2-x/BiVO4/WO3 の H2O2 FE 値。

SnO2-x/BiVO4/WO3 光アノードでの水酸化による H2O2 の生成は、Pt カソードでの水還元による H2 の生成を伴い、HER の過電圧はほぼ完全に整うことを認識することが重要です。 水の分解による H2O2 と H2 の生成に比べて、H2O2 生成の連動光化学反応を駆動するために必要な実際の電圧は大きく、次のように表すことができます。

ここで、ηWOR は WOR の過電位、ηORR は ORR の過電位、ηR は PEC セルの内部抵抗です。 したがって、高い H2O2 生成率と SHyE を達成するには、ηORR (ORR 触媒のターフェル挙動によって与えられる) を減少させることが不可欠です。 まず、Mo-SAC/mrG が酸素還元的 H2O2 生成用のカソード触媒として慎重に選択されました 24。 Mo-SAC/mrG 触媒の H2O2 触媒活性をその場で定量化するために、回転リング ディスク電極 (RRDE) テストを実行しました。 電気化学的 2e-ORR33 に対する潜在的な触媒として機能すると提案されている炭素質基板の影響を排除するために、mrG と呼ばれる対照サンプルを、Mo-SAC/mrG に使用されるものと同じ製造プロセスを介して、ただし金属源を使用せずに調製しました。 Mo-SAC/mrGおよびmrGの異なるRRDE曲線を図4aに示します。 Mo-SACs/mrG のターフェル勾配とオンセット電位 (ディスク電流密度 1 mA/cm2 における) は、RHE に対してそれぞれ 81 mV/dec と 0.61 V ですが、mrG のターフェル勾配は 190 mV/dec と 0.55 V です。それぞれ対RHE（図4aおよび補足図13）。 さらに、Mo-SAC/mrG では、mrG と比較して、RHE に対して 0.35 ～ 0.65 V ではるかに高い H2O2 選択性が観察されました (図 4b)。 したがって、Mo-SACs/mrG は、理想的な H2O2 FE と結合した光アノードとカソードの J-V 曲線の交点の最適化を可能にするという結論に達しました。

a O2 パージした 0.4 M NaHCO3 電解質下での Mo-SAC/mrG の RRDE テスト。 b さまざまな印加電圧での RRDE テストによって得られた、Mo-SAC/mrG 上の H2O2 生成の FE。 c O2 パージした 0.4 M NaHCO3 電解質下での PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE、PTFE@mrG-GDE および Mo-SACs/mrG-GDL 電極の LSV スキャン。 d PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE 電極の構造のスキーム。 e PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE、PTFE@mrG-GDE、および Mo-SACs/mrG-GDL 電極の 10 mA/cm2 での電位および対応する H2O2 FE。 五芒星は H2O2 効率を表し、青い長方形は 10 mA/cm2 での開始電位を表します。

カソードの活性はガス拡散と電子移動によって制限されるため、カソードと光アノードを物理的に結合する前に、カソードと光アノードの間の電荷バランスを最適化する必要があります34。 場合によっては、PTFE とカーボンブラック粉末で構成される微多孔性ガス拡散層 (GDL) が活性触媒と炭素繊維の間に導入され、ガス拡散効率が向上し、三相接触ライン (TPCL) が強化されます。サイトは機能しています。 それにもかかわらず、厚く絶縁された GDL は電子の移動を遅くし、深刻な抵抗損失と性能低下を引き起こします 35。 したがって、電子の移動を妨げずに TPCL を増加させることが望ましいです。 ここでは、GDLを誘発せずにTPCLを増加させるために、PTFEナノ粒子装飾を介してMo-SAC / mrGナノシート上に酸素局所閉じ込め構造を構築する界面戦略が提案されています（図4cおよびd）。 PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE カソードは、SEM および HAADF-STEM によって特性評価されました。結果は補足図 14 に示されています。mrG ナノシートは炭素繊維アレイにしっかりと接着し、PTFE ナノ粒子のサイズは ~ 150 nmはmrGナノシートの表面に均一に分布しており、単一のMo原子が存在する唯一の金属種です（補足図15）。 補足図16に示すように、Mo-SAC / mrGナノシートと組み合わせたPTFEナノ粒子によって生成された準ナノアレイ好気性領域は、従来のGDL電極と比較して、互換性のあるTPCLと大幅に強化された電子移動に同時に貢献することができます36、37。 電極触媒活性に対する PTFE の影響についてのさらなる洞察は、PTFE ナノ粒子の充填量を変更することによって得られます (補足図 17)。 水接触角試験により、PTFE@Mo-SACs/mrG-GDEの濡れ性は、PTFEの充填量が増加すると効果的に抑制できることが明らかになり（補足図18）、これによりガス拡散が促進されることが期待されます。 ただし、EIS で証明されているように、過剰な PTFE 負荷は電極の導電性を劣化させます (補足図 19)。 したがって、性能を最適化するには、酸素の物質移動、電極の導電性、H2O2 生成効率の間の微妙なバランスが必要です。 最終的に、PTFE と Mo-SACs/mrG の質量比 2:1 が最高の性能を達成し、0.51 V 対 RHE での電流密度 10 mA/cm2、ターフェル勾配 53.2 mV/dec になります (補足図 20)。 ）。 その結果、PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE は、0.65 ～ 0.1 V vs. RHE の電圧範囲で最高の電流密度を示し (図 4c)、最小の開始電位 (0.51 V vs. RHE) とMo-SACs/mrG-GDL 電極（合成については「方法」を参照）および PTFE@mrG-GDE（合成については「方法」を参照）と比較して最大の H2O2 FE（82.1％）（図 4e）。酸素閉じ込め構造と効果的な Mo-SACs/mrG 触媒が優れた電気化学的性能に貢献します。 特に、最適化された PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE カソードは、ORR に対して良好な電気化学的安定性を示し、7 時間後も初期電流の 98.4% が維持されています (補足図 21)。

H2O2 製品の選択性、開始電位、および電流密度を最適化した後、2e-WOR および 2e-ORR の酸化還元カップリング用に組み立てられた SnO2-x/BiVO4/WO3||PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE PEC セルは、電流密度 1.64 mA/cm2 での 0.61 V 対 RHE の理論上の交点 (図 5a)。 PEC の性能は、まず SnO2-x/BiVO4/WO3 および PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE をそれぞれ光陽極および陰極とした 3 電極システムで調査されました。 リニアスイープボルタンメトリー（LSV）スキャンにより、光アノードとカソードの両方から計算された合計H2O2 FEが151％で、1.76 V対RHEでの電流密度が5.59 mA / cm2であることがわかります（補足図22）。 次に、モノリシック電池の性能を評価するために、2 電極システムで PEC デバイスの H2O2 FE を評価するための制御電位試験が実行されました。その結果は、0 ～ 0.9 V対セル(図5b)。 具体的には、152％のH2O2 FEで1.56 mA / cm2のバイアスなしの光電流密度が達成され（図5c）、これは0.77μmol /（min cm2）の補助なしのH2O2生成速度および1.46％のSHyEに相当します。 理論値との差は、pH 勾配、IR 降下、2 電極システムの対極で発生する分極 (式 (2) の ηR) などの PEC 制限に起因すると考えられます 34,38。 その結果、太陽光による平均H2O2生成率0.74μmol/(mincm2)が達成され、H2O2濃度は50mL反応器内で1時間以内に0.85mMに達しました(図5d)。 PECと太陽光発電によるH2O2生成の概要は、SnO2-x/BiVO4/WO3||PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE PECデバイスの最高の非補助太陽光駆動H2O2生成率を示しています（図5eおよび補足表） 1)、他の最先端の PEC システム 23,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49 を上回っています。 定電位 i-t テストはバイアスのない条件下で実行され、H2O2 生成の 20 時間後も電流の 89% が保持され、PEC デバイスの良好な安定性が示されました（補足図 23）。

SnO2-x/BiVO4/WO3 光アノードと PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE カソードの結合 LSV スキャン。 b 2 電極システムおよび異なる印加電圧での H2O2 FE における SnO2-x/BiVO4/WO3||PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE の LSV スキャン。 c バイアスのない条件下での光電流 - 時間プロファイル。 d バイアスフリー条件下での 1 セル構成 PEC デバイスの H2O2 生成速度と蓄積濃度。 e 2 電極システムと 3 電極システムの両方を使用した AM 1.5 照明下での PEC H2O2 生成の概要。 a ～ d の電解質は 0.4 M NaHCO3 です。

実証として、適切な H2O2 出力を備えた廃水浄化システムを可能にするために、大きな SnO2-x / BiVO4 / WO3||PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE モノリシック人工葉 (7 cm2) が設計されました (図 6a)。 図6bに示すように、SnO2-x / BiVO4 / WO3光アノードとPTFE@Mo-SACs / mrG-GDEカソードの両方の面積が7 cm2に増加すると、電流の大幅な改善が観察され、理論的な交差が得られます。これは、SnO2-x/BiVO4/WO3||PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE PEC デバイスの拡張性が良好であることを示しています。 その結果、150％のH2O2 FEで10.7mAの補助なし電流と5.17μmol/分の生成速度が達成されました（図6c）。 次に、PEC 駆動の重炭酸活性過酸化水素 (BAP) システムのデモンストレーションとして、米国環境保護庁 (EPA) によって優先有毒汚染物質とみなされる 4-ニトロフェノール (NP) の分解に人工葉が適用されます。 )、電子求引性のニトロ基により、化学的/生物学的酸化に対して特別な耐性を示します50。 図6dに示すように、Mn(II)を使用しなくてもNPの30％（10ppm）を90分で除去できますが、人工葉がない場合は無視できる分解が観察されます。 一方、わずか 0.04 ppm の Mn(II) を導入すると 99.5% の NP が 50 分以内に分解されます (米国 EPA が設定した飲料水の最大汚染量より低い)。これは、人工葉、H2O2、および人工葉の重要な役割を示唆しています。 BAP システム内の Mn(II)。 PEC 駆動の BAP システムの実現可能性についてのさらなる洞察は、H2O2、Mn(II) 種、および電解質の濃度の影響を評価することによって得られます。 補足図24aに示すように、光アノードとカソードをそれぞれSnO2-x / BiVO4およびMo-SACs / mrG-GDEに置き換えることによって、コントラスト人工葉サンプルを操作しました。 0.55 mA/cm2 の補助なし電流密度の急激な減少により、分解速度が大幅に低下し、SnO2-x/BiVO4||Mo-SACs/mrG−GDE ベースの人工葉では 50 分以内に 4-NP の 20% しか除去できません。これは、SnO2-x / BiVO4 / WO3||PTFE@Mo-SACs/mrG-GDEベースの人工葉を使用した場合の99.5％よりもはるかに低いです（補足図24b）。 この結果は、分解効率に対するより高い H2O2 生成速度の決定的な役割を示唆しています。 さらに、Mn(II)含有量が1 ppmに達すると、劣化効果は急激に悪化します（補足図25）。 過剰な Mn(II) 種は、H2O2 を ROS に活性化するのではなく、H2O と O2 に分解する可能性があると考えられます。 さらに、XPSの結果によれば、Mn種が光アノードに堆積していないことが証明されています（補足図26）。 重炭酸塩濃度が過剰または不十分であると、分解効率に悪影響を及ぼします（補足図27）。 重炭酸塩濃度が高すぎると、Mn イオンが不活性 MnCO3 に沈殿する傾向があると暫定的に帰属できます 15。 対照的に、重炭酸塩濃度が低すぎると、光アノードの光電流が減少し、H2O2 生成速度が低下し、それによって劣化速度が低下する可能性があります。 さらに、BAPシステムの安定性評価は繰り返しの分解試験によって実行されましたが、分解効率の低下はほとんどありません（補足図28）。 PEC 駆動の BAP システムの実際の応用をさらに実証するために、特に、5 ppm のローダミン B (Rh. B) を含む 200 mL の合成サンプルを効果的に分解するために、人工葉の面積を 7 × 10 cm2 に増加しました。 5 ppm メチレンブルー (MB) および 5 ppm NP (補足図 29 a)。 補足図 29b、c に示すように、光と酸素の補給のみで汚染物質の 99.5% を 70 分以内に除去できます (補足ムービー 1)。 1か月後も明らかな活性低下は観察されず、人工葉の堅牢性と長期安定性が実証されました（補足図30）。 長期テスト後の光アノードの物理化学的特性を調査するために、さらなる測定が適用されます。 SEM画像は、SnO2-x / BiVO4 / WO3の形態がよく維持されていることを示し（補足図31a）、BiVO4上の共形で安定したSnO2-xオーバーレイヤーが実証されています（補足図31b）。 さらに、EPR測定は、SnO2-x層の酸素欠損の維持を証明しています（補足図31c）。 さらに、SnO2-x/BiVO4/WO3の表面および界面の組成に関するXPS調査を実施した。 補足図32aに示すように、O1sピークは強度と位置に検出可能な変化を示しませんが、長期試験後にはV 2pのより低い結合エネルギーへのわずかなシフトと強度の低下が観察できます。 この現象は、V5+ が何らかの形で V4+ に還元される BiVO4 の光充電に起因すると追跡できます。 それにもかかわらず、Sn 3d ピークは長期試験中に安定していることが判明しました（補足図32b）。 一方、Mo-SAC / mrG-GDEは、十分に維持された単一分散原子（補足図33a）および準ナノアレイ好気性領域（補足図33b）により良好な安定性も示します。 大電流密度時の酸素補給が不十分だと触媒が損傷するため、修正された酸素拡散効果構造により安定性が向上すると考えられます。 全体として、最適化された構造によりデバイスの安定性が向上したと考えられます。

a 水処理用人工葉の概略図。 b SnO2-x/BiVO4/WO3 光アノード (7 cm2) と PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE カソード (7 cm2) の結合 LSV スキャン。 c バイアスなし条件下での SnO2-x/BiVO4/WO3||PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE の光電流 - 時間プロファイル。 d 酸素と太陽光のみの消費による 15 ppm NP の分解。 反応電解質: 0.4 M NaHCO3 溶液 15 mL。

さらに、自己循環フェントン様システムにおける ROS の生成/相互変換および反応機構を評価するために、詳細かつ体系的な研究が行われました。 まず、H2O2 生成の光触媒 ORR 中の共通中間体であるため、カソードとアノードの両方で H2O2 生成中の 1O2 と ·O2- の役割を特に調べるために H セル構成を採用しました 51。 カソード部分では、スカベンジャーは、PTFE@Mo-SACs/mrG 上で p-ベンゾキノン (BQ、・O2- の犠牲剤) と 2, 2, 6, 6-テトラメチルピペリジン (TEMP、1O2 の犠牲剤) を使用して実験します。 -GDEが実行されました。 補足図34a、bに示すように、H2O2の量はBQとTEMPの両方の濃度に関して不変であり、1O2または·O2-のいずれかのクエンチがORR中のH2O2形成に影響を及ぼさないことを示しています。カソード部５２。 同様の実験結果はアノード部分でも観察され（補足図34c、d）、1O2のクエンチも・O2-のどちらもアノード部分でのWOR中のH2O2の生成に影響を及ぼさないことがわかりました。 さらに、RRDE テストでは、カソードにおける O2 還元の主な生成物は H2O2 であることが示されました (図 4a)。 とりわけ、私たちは、1O2 と ·O2- が、自己循環する光様系においてその場で生成される H2O2 から変換されると信じていました。

次に、Mn2+ 種を使用した場合と使用しない場合の自己サイクル光フェントン様系における主な ROS を調査するために、犠牲剤実験を実施しました。 補足図 35 に示すように、tert-ブタノール (TBA、・OH の犠牲剤)、BQ、TEMP などの犠牲剤が調査に適用されました 53。 Mn2+ 種を含まないシステムでは、TEMP を添加すると、分解率のほとんど減少 (90 分で 30.2 から 29.5%) が観察されますが、分解に対する小さな抑制効果 (90 分で 30.2 から 27.6%) が観察されます。 BQ の存在下で示され、分解プロセスにおいて 1O2 よりも ·O2- のより積極的な役割が示唆されています（補足図 35a）。 具体的には、TBA の添加後は除去効果がほとんど抑制されており、これは次の 2 つの理由を示唆しています: 1. · OH が分解中の主な ROS である。 2. ·O2- と 1O2 は、Mn2+ 種を含まない系の ·OH に由来する可能性があります。 一方、BQ、TEMP、TBA を添加すると、Mn2+ 種を含む系では分解率がある程度減少します (添加 40 分で 90.5% から 80.7%、71.5%、28.1% に減少)。それぞれTEMP、BQ、TBAの）（補足図35b）。 特に、TBA 添加後の効果的な除去率は、Mn2+ 種なしの場合 (40 分で 0.2%) と比較して、Mn2+ 種の存在下では依然として観察されます (40 分で 28.1%)。 Mn2+ 種を含むシステムと含まないシステム。これについては以下でさらに評価します。

自己循環光様システムの ROS の生成における HCO3- の役割をさらに調査するために、同じ pH 値 (KOH によって調整) を持つ KPi 電解質を NaHCO3 電解質の代わりに使用します。 補足図36aに示すように、H2O2が反応システム内で効果的に生成された場合でも（カソードの2e-ORRを介して）、Mn2+の非存在下では分解効果はほとんど観察されません（補足図36b）。これは、KPiがH2O2を活性化できないことを示していますHCO3-と同様にROSに組み込まれます（図6dおよび補足図S1）。 さらに、Mn2+ を添加すると、KPi 電解質での分解率は 40 分で 5.4% までわずかに上昇しましたが、これは Mn2+ を含む HCO3- 電解質での分解率 (40 分で 89.5%) よりもはるかに低いです。 これは、HCO3- が存在しない場合、H2O2 の効果的な活性化が大幅に抑制されることを意味します。 EPR技術を採用してメカニズムをさらに調査しました。 ・O2H54を検出するために、・OHの界面を排除する捕捉剤としてメタノールおよびDMPOを添加した。 補足図37aに示すように、システム内では・O2Hの信号は検出されず、・O2Hが生成されていないことを示しています。 ·O2-のシグナル強度はTEMPの添加後は変化しませんが、TBAの添加後に消失します。これは、·OHが·O2-の生成に不可欠である一方、1O2はそうではないことを示しています（補足図37b）。 さらに、1O2の検出では明らかなシグナルは観察されません(補足図37c)。 さらに、TEMPとBQの追加は・OHに影響を与えません（補足図37d）。 したがって、ROS 生成のメカニズムは次のようになります。

一方、HCO3-電解質にMn2+を添加すると、1O2、・O2-、・OHの両方の生成が改善されるため、劣化速度が大幅に増加する可能性があります（図6dおよび補足図S1）。 KPi電解質中のMn2+はわずかな劣化の影響を示しますが（補足図36a）、Mn2+とHCO3-の複合体がROSの生成に主な役割を果たすことを示しており、これは図S1によっても証明されています。 メカニズムをさらに調査するために EPR 測定が実行されました。 HCO3- システムとは異なり、TBA の添加は EPR 測定中の ·O2- および 1O2 の生成にほとんど影響を与えず、Mn2+(HCO3-)n システムでは ·OH がそれらの生成に必須ではないことを示しています（補足図） .38a、b)。 ただし、1O2のシグナルはBQの添加後に消失し、1O2がMn2+(HCO3-)n系の・O2-に由来することを示しています（補足図38a）。 さらに、TEMPとBQの追加は・OHに影響を与えません（補足図38c）。 とりわけ、Mn2+−HCO3−系における ROS の生成は次のように与えられます。

自己サイクルシステムでは、MnIV 種から MnII 種への変換は、式 (1) によって大幅に強化されます。 （11）図1bおよび補足図S3によるカソードの縮小による。

要約すると、人工葉を使用した H2O2 の現場での生成と利用による、補助なしの太陽光駆動の自己サイクル光フェントンのようなシステムを報告します。 まず、重炭酸媒体下での H2O2 活性化と光誘起陰極還元によって引き起こされる、•OH、O2•-、および 1O2 を含むさまざまな ROS の生成により、Mn(II)/(IV) 酸化還元が PEC システム内で効果的にリサイクルできることを確認します。 。 次に、適切な H2O2 補給を満たすために、光アノードとカソードの両方の速度論的な最適化により、PEC から H2O2 への変換効率を高めるための包括的なガイダンスが強調されました。 光アノードではキャリア輸送の強化により安定性と電流密度が劇的に改善され、カソードでの電子移動と物質移動の両方のプロセスに同時に利益をもたらす酸素局所閉じ込め構造を構築する界面戦略が提案された。 その結果、最適化された光アノードとカソードを結合することにより、0.77 μmol/(min cm2) という高い記録された非補助 H2O2 生成率と 1.46% の SHyE が達成されました。 特に、30日間の安定性を有する70cm2の人工葉は、酸素、水、太陽光のみを消費して廃水処理のための効果的な自己循環型光フェントンのようなシステムとして実現することに成功した。 特に、この PEC 駆動の廃水処理システムには、太陽光利用効率の向上、継続的な酸素の補給、電解質成分の調整など、産業規模の用途にはいくつかの改善が必要です。 したがって、上記の問題に対処するための追加の議論が、さらなるブレークスルーを達成するために対処されることが期待される制限を特定するために実行されました（補足説明を参照）。 全体的に見て、ここで紹介する効果的な太陽燃料装置の設計は、さらなる持続可能な応用を促すものと期待される一方、ワンポット自己循環廃水処理システムのデモンストレーションの成功は、分散型環境ガバナンス用途における人工光合成技術の有望な可能性を浮き彫りにしている。

テンプレート電極として使用される WO3 ナノシート アレイは、まず改良された水熱法によって合成されました。 簡単に言うと、2mLの3.5M HClを25mLの25mMタングステン酸ナトリウム二水和物水溶液にゆっくりと滴下し、1分間反応させることによって前駆体溶液を調製した。 次に、25 mM シュウ酸アンモニウムを前駆体溶液に溶解し、溶液が完全に無色透明になるまで 15 分間反応させました。 溶解および反応プロセス全体を通して撹拌を行った。 次に、溶液を注ぐ前に、裸のフッ素ドープ酸化スズ (FTO) 基板 (2 × 2 cm2) をテフロン壁に当てて置き、密閉した 40 mL テフロン オートクレーブ内で 110 °C で水熱反応を 1 分間実行しました。 60分得られたWO3・(H2O)xナノアレイを脱イオン(DI)水で洗浄し、乾燥させ、空気中500℃で3時間アニールし、自然冷却してWO3ナノアレイを得た。 次に、100 mM 硝酸ビスマス五水和物および 110 mM メタバナジン酸アンモニウムを 20 mL のエチレングリコールに溶解することにより、BiVO4 前駆体溶液を合成しました。 その後、WO3 光アノード上に BiVO4 前駆体溶液を一定量（1 cm2 あたり 10 μL）滴下し、大気中で 500 °C で 2 時間アニールし、自然冷却しました。 次に、得られたサンプルを０．１Ｍ ＮａＯＨ溶液に入れて過剰な酸化バナジウムを除去し、ＢｉＶＯ ４ ／ＷＯ ３ 光アノードを得た。 最後に、以前の研究に従って SnO2-x 層を堆積し、SnO2-x/BiVO4/WO3 光アノード 27 を得ました。

酸化グラフェン (GO) は、改良された Hummers 法に従って天然黒鉛フレークを酸化することによって合成されました。 Mo-SACs/mrG は 1 段階プロセスを使用して合成されました。 Mo-SAC/mrGを合成するための具体的な手順では、元のGO懸濁液をDMSOで数回洗浄して、GO濃度が0.5 mg mL-1のGO/DMSO溶液を得ました。 次に、250 μL の 3 mg mL-1 MoCl5/DMSO を 30 mL の 0.5 mg mL-1 GO/DMSO 溶液に添加しました。 均一な溶液を 50 mL のテフロンで裏打ちされたオートクレーブに移し、密閉して油浴中で 135 °C で 12 時間維持しました。 最後に、得られたMo-SAC/mrGを凍結乾燥し、DMSO溶媒を除去した後、粉末を得た。 mrG は Mo-SACs/mrG と同様に合成されましたが、金属元素を添加しませんでした。

Mo-SACs/mrG インクは、Mo-SACs/mrG 粉末を脱イオン水/エタノール/5 wt.% ナフィオン溶液 (体積比 9:1:0.05) に 1 mg/mL の濃度で溶解し、撹拌することによって調製しました。 48時間。 次に、Mo-SACs/mrG インクに一定量のポリテトラフルオロエチレン (PTFE) 水溶液 (0.1 wt.%) を添加し、さらに 48 時間撹拌して触媒インクを得て、均一な Mo-SACs/mrG ナノシートを得ました。 PTFE ナノ粒子を必要な質量比 (PTFE@Mo-SACs/mrG) で分散させます。 その後、触媒インクをテフロン処理した疎水性炭素繊維（ＴＣＦ）上に０．５ｍｇ／ｃｍ ２ の量で滴下し、自然乾燥させてＰＴＦＥ＠Ｍｏ－ＳＡＣｓ／ｍｒＧ－ＧＤＥを得た。

Mo-SACs/mrG-GDL 電極は、Mo-SACs/mrG インクをガス拡散層被覆カーボンファイバー上に 0.5 mg/cm2 の充填量で滴下することによって調製しました。

ＰＴＦＥ＠ｍｒＧインクは、Ｍｏ－ＳＡＣ／ｍｒＧをｍｒＧに変更したことを除いて、ＰＴＦＥ＠Ｍｏ－ＳＡＣ／ｍｒＧ－ＧＤＥと同様に調製した。

ワイヤレス人工リーフ構造の場合、Ag ペースト - Cu シート - Ag ペーストを使用して、SnO2-x/BiVO4/WO3 光アノードを PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE カソードに接続しました。 オーム接点全体は防水のためにエポキシで覆われていました。

走査電子顕微鏡 (SEM) 画像は、電界放射型走査電子顕微鏡 (FESEM、JSM-7800F、日本) で記録されました。 Ｘ線回折（ＸＲＤ）パターンは、Ｄ５００／５０００回折計を用いて、Ｃｕ Ｋα放射線下でブラッグ・ブレンターノ幾何学形状で得た。 高解像度透過型電子顕微鏡 (HR-TEM) 画像は、エネルギー分散型 X 線分光法 (EDS) を備えた FEI Talos F200X JEOL 電子顕微鏡で収集されました。 高角度年次暗視野走査透過電子顕微鏡 (HAADF-STEM) は、球面収差補正装置を備えた JEOL JEM-ARM200F TEM/STEM (200 kV) で実行されました。 X 線光電子分光法 (XPS) 測定は、PHI-5000versaprobeIII で実行されました。 スペクトルは、284.8 eV の C1s ピークを基準にして校正されました。 紫外可視（UV-vis）拡散反射スペクトルは、積分球を備えた紫外可視分光計（島津 UV-3600 分光光度計）を介して取得しました。 電子常磁性共鳴（EPR）測定は、Bruker EMXplus 分光計によって実行されました。 マイクロ波出力は 6.325 mW、マイクロ波周波数は 9.826 GHz、温度は 298 K でした。

光アノード/タンデムデバイスの活性を調査するための光電気化学 (PEC) 測定には 2 つのシステム (3 電極システムと 2 電極システム) があります。 具体的には、作用極として光アノード、参照電極として飽和Ag/AgCl、対極として炭素電極または設計されたカソードを使用して3電極システムを実行し、そのうち設計されたカソードを対極として採用しました。タンデム装置のみ。 ２電極システムは、光アノードを作用電極として、カソードを対電極として使用してタンデムデバイスを評価するために実行されました。 すべての電位は、式 E (V vs. RHE) = E (V vs. Ag/AgCl) + 0.0591 × pH + 0.197 によって可逆水素電極 (RHE) 基準スケールに変換されました。 照明源は、AM 1.5G フィルター (100mW/cm2、FX 300、Beijing PerfectLight Co. Ltd) を備えた 300 W Xe アークランプでした。 電気化学インピーダンス分光法 (EIS) 測定は、10-2 Hz ～ 106 Hz の周波数範囲にわたって 10 mV の AC 摂動を加えて実行されました。

電気化学的酸素還元反応 (ORR) テストは、室温で 3 電極セルを備えた CS2350H ポテンショスタット (Corrtest、武漢) で実行されました。 ガラス状カーボン回転ディスク電極 (Φ = 5.0 mm) と Pt リング (Φ = 8.0 mm) で構成される RRDE アセンブリ (AFE7R9GCPT、Pine Instruments) が使用され、理論上の収集効率は 37% でした。 触媒を充填したガラス状炭素電極を作用電極として使用した。 作用電極は、触媒粉末をエタノールおよび 5% ナフィオン 117 溶液 (1 mL のエタノールに対して 20 μL のナフィオン) に分散させ、~1 mg mL-1 の触媒濃度を達成することによって調製しました。 60 分間超音波処理した後、7 μL の触媒インクをガラス状カーボンディスク (面積: 0.196 cm2) 上に滴下乾燥させました。 ORR 活性と選択性は、酸素飽和電解質中で行われた分極曲線と RRDE 測定から調査されました。 H2O2 選択性は、次の方程式を使用して計算されました:η(%) = 200 × (IRing/N)/(IDisc + IRing/N)。 ORR 中のディスク電極での電子移動数 (n) は、n = 4 − (2 × ηH2O2) を使用して計算されました。ここで、IRing はリング電流、IDisc はディスク電流、N は収集効率です。

2 つのコンパートメントを備えた H 型石英反応器を使用して、人工葉の陽極および陰極の両方の H2O2 生成効率を評価しました。 2 室反応器は、Nafion 117 膜で分離された光アノード チャンバーとカソード チャンバーの両方に 0.4 M NaHCO3 溶液を入れました。 カソードチャンバー内の電解質溶液は、テスト前にまず純粋な O2 で 30 分間パージされ、安定性テストのために純粋な O2 が連続的に供給されました。 すべての電流密度は、光アノードの幾何学的面積に対して正規化されました。 ソーラーシミュレーター (AM 1.5G) を備えた統合型 PEC システム (PEC1000、Beijing Perfectlight Technology Co., Ltd.) を使用しました。

人工葉を、連続 O2 パージを伴う AM 1.5 照明下で単一コンパートメントの石英反応器に置き、染料劣化テストを実行しました。電解液は、15 ppm NP および 0.04 ppm Mn(II) を含む 0.4 M NaHCO3 溶液 15 mL でした。人工葉の有効面積は 7 cm2 でした。 さらに、人工の活性領域が減少したとき、廃水を 5 ppm のローダミン B (Rh. B)、5 ppm のメチレン ブルー (MB)、5 ppm の NP および 0.04 ppm の Mn(II) を含む 0.4 M NaHCO3 溶液 200 mL に変更しました。葉は70cm2まで伸びました。 一定の間隔でサンプルを採取し、迅速に検査しました。 ４－ニトロフェノール（ＮＰ）、メチレンブルー（ＭＢ）およびローダミンＢ（Ｒｈ．Ｂ）の濃度は、紫外可視（ＵＶ－ｖｉｓ）分光計（ＰＥラムダ７５０分光光度計）によって測定した。

H2O2 の発生は、N,N-ジエチル-1,4-フェニレンジアミン (DPD) 法を使用して検出されました。 ＤＰＤの原液は、０．１ｇのＤＰＤを１０ｍＬの０．０５Ｍ Ｈ２ＳＯ４溶液に溶解することによって調製した。 ペルオキシダーゼ (POD) 溶液は、10 mg の POD を 10 mL の脱イオン水に溶解することによって調製し、使用するまで冷蔵庫に保管しました。 リン酸カリウム緩衝液は、４９．８５ｍＬの脱イオン水、４３．８５ｍＬの１Ｍ二塩基性リン酸カリウム、および６．３ｍＬの１Ｍリン酸カリウムを混合することによって調製した。 照射中にサンプルのアリコート（2 mL）をシリンジで収集し、0.4 mLのリン酸カリウム緩衝液、3 mLの水、0.05 mLのDPD、および0.05 mLのPODと混合し、90秒間振とうしました。 得られた溶液を紫外可視（UV-vis）分光計（PE ラムダ 750 分光光度計）で分析しました。

活性酸素種 (ROS) を同定するための消光試験は、さまざまな犠牲剤を使用した EPR 技術に基づいて実施されました:p-ベンゾキノン (BQ、・O2- の犠牲剤)、2, 2, 6,6-テトラメチルピペリジン(TEMP、1O2 の犠牲剤) および tert-ブタノール (TBA、・OH の犠牲剤)。 犠牲剤は反応が始まる前に添加され、他のステップは上記の実験と同じでした。

この文書に記載されているデータは、合理的な要求に応じて著者から入手できます。

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この研究は、NSFC (22172077、21902104) および江蘇省国際協力プログラム (BZ2020063)、中国江蘇省自然科学財団 (BK 20211573)、中央大学基礎研究基金 (30921011216) によって支援されました。 この研究は、2021 年の延世署名研究クラスター プログラム (2021-22-0002) によっても支援されました。 JH Park は、NRF Korea (2019R1A2C3010479、2021M3H4A1A03049662、2022H1D3A3A01077254、2022R1A4A200823) からのサポートに感謝します。

MIIT Key Laboratory of Advanced Display Materials and Devices, School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, 210094, Nanjing, China

Chaoran Dong、Yilong Yang、Xuemin Hu、Kan Zhang

延世大学化学生体分子工学部、50 Yonsei-ro, Seodaemun-gu, Soul, 120-749, Republic of Korea

ユンジュン・チョ、ギュヨン・チャン、ジョンヒョク・パク

教育省、河海大学環境学部、浅い湖の総合規制と資源開発の主要研究室、210098、南京、中国

アオ・ヤンフイ

中国広東省深セン市深セン理工大学新材料新エネルギー学院

王魯陽

江蘇省化学汚染制御および資源再利用重点実験室、環境生物工学部、南京科技大学、210094、南京、中国

シェン・ジンヨウ

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KZ と JHP が実験を考案し、設計しました。 YHA と JYS は色素劣化の測定と分析を実施し、CRD と LYW は材料合成と電気化学的特性評価を実施しました。 YLYとXMHは合成の一部に参加しました。 YC と GJ は材料の特性評価を実施しました。 KZ、CRD、YHA、JHP がこの論文を共同執筆しました。 著者全員が結果について議論し、原稿についてコメントしました。

Yanhui Ao、Jong Hyeok Park、または Kan Zhang との通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

Nature Communications は、この研究の査読に貢献してくれた匿名の査読者に感謝します。 査読者レポートが利用可能です。

発行者注記 Springer Nature は、発行された地図および所属機関の管轄権の主張に関して中立を保っています。

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転載と許可

Dong, C.、Yang, Y.、Hu, X. 他太陽光から H2O2 への変換効率が 1.46% の人工葉をベースにした自己循環型光フェントンのようなシステム。 Nat Commun 13、4982 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41467-022-32410-0

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受信日: 2022 年 1 月 3 日

受理日: 2022 年 7 月 29 日

公開日: 2022 年 8 月 25 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-32410-0

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