ZnO Nanowires as a Promotor of High Photo-Induced Efficiency and Voltage Gain for Cathode Battery Recharging

Autor: Laureline Lecarme, Michel Mermoux, Frédéric Sauvage, Frédéric Lafolet, Fannie Alloin, Jean-Claude Leprêtre, Thomas Cossuet, Ali Nourdine, Vincent Consonni
Přispěvatelé: Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des matériaux et du génie physique (LMGP), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Interfaces, Traitements, Organisation et Dynamique des Systèmes (ITODYS (UMR_7086)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Laboratoire réactivité et chimie des solides (LRCS), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux Interfaces ELectrochimie (MIEL ), Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire des matériaux et du génie physique (LMGP ), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 (LRCS), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Matériaux organiques à propriétés spécifiques (LMOPS), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: ACS Applied Energy Materials
ACS Applied Energy Materials, ACS, 2019, ⟨10.1021/acsaem.9b00783⟩
ACS Applied Energy Materials, ACS, 2019, 2 (9), pp.6254-6262. ⟨10.1021/acsaem.9b00783⟩
ACS Applied Energy Materials, 2019, 2 (9), pp.6254-6262. ⟨10.1021/acsaem.9b00783⟩
ISSN: 2574-0962
DOI: 10.1021/acsaem.9b00783⟩
Popis: International audience; In recent years, intensive efforts have been focused on the conversion and storage of solar energy in a single device. In this work, we report the use of ZnO-based electrodes in the form of monolayer or nanowires as a light inducer for battery recharging. Two transition metal complexes of ruthenium(II) and iron(II) are grafted onto the ZnO-based electrode to tune the efficiency of the system. We explore the influence of both the ZnO morphology and nature of the transition metal complex on the light induced voltage and faradaic efficiency toward electrochemical storage. The resulting ZnO-based electrodes have all been found to be electrochemically photoactive and their functionalized ZnO nanowire counterpart has shown the best results. Once the ruthenium complex has been grafted, a high potential gain between dark and illumination conditions of 1.3 V is reached, which is associated with a modest faradaic efficiency of 50%. However, in the presence of the iron complex, a favorable potential gain of 700 mV is obtained and advantageously combined with a faradic efficiency of 100%. These results undoubtedly highlight the remarkable synergy between photoactive ZnO, especially in the form of nanowires, and a redox center allowing it to be applied for a photorechargeable battery device.
Databáze: OpenAIRE
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