挥发性有机物（VOCs），如氯苯类，是造成工业废气污染的主要元凶。光电催化降解VOCs被认为是一种绿色、可持续的净化技术。然而，传统的光电催化系统需要外加电源来施加偏压，这限制了其在偏远、无电网场所的应用。双光电极光电化学电池，采用一个具有强氧化能力的n型半导体作为光阳极，一个具有强还原能力的p型半导体作为光阴极。在光激发下，两个电极的费米能级差会驱动电子自发地通过外电路从光阳极流向光阴极，形成一个“自生偏压”，无需外接电源。同时，光阳极的强氧化性空穴用于氧化降解VOCs，光阴极的强还原性电子用于还原氧气产生活性氧物种（如H₂O₂），同步参与降解或产生微弱电能。

  本研究以生长在FTO玻璃上的TiO₂纳米棒阵列为光阳极，以电沉积在铜网上的Cu₂O/CuO为光阴极，组装成双光电极PEC电池。在模拟太阳光照射下，该系统对气态邻二氯苯（o-DCB）展现了优异的降解效果，5小时的去除率可达95%以上，远高于单独光催化或单独光电催化。实验证实，该系统确实产生了可测量的自发偏压（约0.25V）和微弱的电流。这些电流源于光生电子从TiO₂光阳极通过外电路传递至Cu₂O/CuO光阴极，在光阴极上将溶解氧还原为超氧自由基（·O₂⁻）和H₂O₂。

  机理分析表明，o-DCB的降解是光阳极的直接空穴氧化、阳极表面的·OH氧化，以及阴极生成的·O₂⁻共同作用的结果。降解产物检测到了Cl⁻和CO₂，证明其被深度矿化。该研究巧妙地利用半导体能级工程，构建了无需外接电源、仅靠太阳光就能自发偏压、同时净化VOCs和输出微弱电能的集成系统。它为未来开发分布式、自驱动的空气净化器或工业废气处理系统提供了全新的工作原理和技术原型。

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