Recent Advances and Techno-Economic Prospects of Silicon Carbide-Based Photoelectrodes for Solar-Driven Hydrogen Generation

2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/catal15121159
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Silicon carbide (SiC) has attracted increasing attention as a robust photoelectrode material for solar water splitting due to its exceptional chemical stability, mechanical strength, and resistance to photocorrosion. Recent advances in nanostructuring—particularly the development of nanoporous SiC architectures—have dramatically improved light absorption, charge separation, and charge transport in this material. This review summarizes current strategies to enhance the PEC performance of SiC, including hierarchical nanostructuring, defect engineering (e.g., doping to tailor band structure), heterojunction formation with co-catalysts, and incorporation of plasmonic nanoparticles. Remaining challenges are discussed, notably the wide band gap of common SiC polytypes (limiting visible-light utilization) and rapid charge-carrier recombination. In addition, we examine the techno-economic prospects for SiC-based PEC systems, outlining the efficiency and durability benchmarks required for commercial hydrogen production. Finally, we propose future research directions to achieve efficient, durable SiC photoelectrodes and to guide the development of scalable PEC water-splitting devices. This review uniquely integrates material design strategies with techno-economic evaluation, providing a roadmap for SiC-based PEC systems.