광전기화학(PEC) 물 분해는 태양-수소 전환을 위한 지속가능한 경로를 제공하지만, 광부식 및 촉매 열화로 인한 광전극의 제한된 내구성은 여전히 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 NaCl 및 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 도입하여 물성과 기계적 특성을 조절할 수 있는 폴리(아크릴산)(PAAC) 기반 하이드로겔 보호층을 설계하기 위한 새로운 전략을 제시한다. Na+는 물의 수소 결합 네트워크를 재구성하여 사슬의 치밀한 포개짐을 유도하면서 기공을 확대시키는 한편, PEG는 PAAC와 수소 결합을 형성하여 네트워크의 유연성과 탄성을 유지한다. 이러한 협동 효과는 탄성 및 피로 저항성을 그대로 보존하면서 기공이 확대되고 기공벽이 두꺼워진 강인한 기공 구조를 제공한다. Sb2(S,Se)3 광음극에 하이드로겔을 통합하면 산성 전해질(0.1 M H2SO4)에서 220 h 동안 안정적으로 구동되며, 기체 기포 방출을 촉진하고 장치 열화를 완화한다. 본 연구는 하이드로겔 공학이 PEC 시스템의 작동 수명을 연장하여 내구성 있는 그린 수소 생산을 발전시킬 수 있음을 시사한다.

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