Pour réduire la consommation de biais des photoanodes, une série de demi-réactions alternatives aux REL ont été développées, telles que les réactions d'oxydation des alcools, de l'urée et de l'ammoniac. Le but ultime de la photochimie est de fabriquer une cellule PEC impartiale à deux électrodes efficace.

Cependant, la plupart des études antérieures se sont uniquement concentrées sur les propriétés de l’électrode de travail dans la cellule à trois électrodes, tandis que la polarisation sur la contre-électrode a été largement ignorée. Le mécanisme synergique entre les demi-réactions d'oxydation anodique et de réduction cathodique n'est toujours pas clair.

Récemment, le groupe du professeur Yuchao Zhang a proposé une méthode expérimentale pour mesurer la distribution des biais dans une cellule PEC à deux électrodes, en étudiant systématiquement la distribution des biais entre les photoanodes représentatives et les cathodes Pt dans les cellules PEC OWS. Pour la première fois, ils ont montré que la demi-réaction OER n'est pas toujours le facteur limitant la vitesse de l'OWS, et que la consommation de polarisation des électrodes dépend de la phototension de la photoanode et du niveau de Fermi de la cathode.

L'étude est publiée dans la revue National Science Review .

D'autres études utilisant Ni/n-Si comme photoanode modèle ont montré que la distribution des biais dans la réaction globale peut être ajustée efficacement en ajustant le pH de l'électrolyte et en couplé des demi-réactions. En conséquence, ils ont proposé un descripteur pour évaluer la compatibilité entre diverses demi-réactions, qui a souligné une méthode générale pour concevoir une cellule de réaction globale PEC efficace.

Inspirés par cela, ils ont fabriqué une cellule PEC impartiale composée uniquement d'une photoanode Ni/n-Si et d'une cathode Pt avec un photocourant de 5,3 ± 0,2 mA cm ⁻² .