过氧化氢(H2O2)作为人工光合作用的产物越来越受到关注，这是一种有前途的太阳能转换策略。通常，存在两种光催化H2O2生产途径，即颗粒光催化(PC)和光电化学(PEC)系统。使用PEC系统提高2e-ORR是H2O2生产的有前景的策略，而到目前为止，只有少数几种半导体表现出具有PEC的2e-ORR活性，其中大多数是通过染料的光敏剂效应表现出活性的有机材料。因此，寻求一个有前途的PEC系统将能够实现高活性的有效电荷转移，并具有良好的选择性的光阴极材料生产H2O2具有重要意义。基于此，扬州大学俞磊和九州工业大学Zhenyuan Teng等通过在镀钼玻璃(Mo-SLG)上进行简单的喷雾热解沉积(SPD)和化学浴沉积相结合技术，制造了一种高效的In2S3/CBS阴极。H2O2生产过程中的电极光电流比没有In2S3改性的电极光电流增加了131倍，是之前在相同偏置条件下(0.35 VNHE)工作的3倍。在氧气和可见光存在下，沉积Au作为助催化剂后，可通过间接2e-ORR以5.5 mg L-1 h-1 cm-1的速率获得H2O2，具有良好的法拉第效率(71%)。
为了进一步确认反应机理，研究人员进行了基于酰卤和超氧化物之间的亲核取代反应的超氧化物自由基捕获实验，实验结果表明反应机理可能为CBS上的光激发电子将O2还原为•O2-然后进一步歧化生成H2O2。良好的性能可能归因于薄膜的致密结构促进了电荷传输，化学浴法沉积的p型CBS和n型半导体In2S3的结合提高了电子-空穴分离效率，从而显著增强了光电流。与传统的染料敏化光电阴极相比，该研究为设计用于生产H2O2的高效无机光电阴极提供了实用策略，并将引起人们对通过PEC系统进行ORR的更多兴趣。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
