ACS Catalysis：铁电InSnO2N中极化切换增强光催化OER

2023年10月10日下午7:24 • T, 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 8

表面电荷密度的铁电调制是促进光催化水分解中析氧反应(OER)的一种有前景的策略。InSnO₂N具有1.61 eV的带隙和铁电极化，有望用作光催化剂。

丹麦技术大学Ivano E. Castelli和伯尔尼大学Ulrich Aschauer等使用密度泛函理论来研究其作为体极化方向(001)表面上的OER性能。

对于清洁的表面，具有负极化体的表面与具有正极化体的表面(0.77 V)相比，具有较低的理论过电位(0.58 V)，这与表面电子密度增加有关。

在(光)电化学操作条件下，单层(ML)OH覆盖的表面对于负极化体最稳定，理论过电位为0.89 V，而对于正极化的体结构，覆盖有2/3 ML OH的表面最稳定，也显示出0.89 V的过电位。

具有负极化体的表面上OER的理论过电位为0.89 V，与具有正极化体的表面相同。当在 OER过程中切换极化方向时，观察到清洁表面的理论过电位低至0.20 V，而OH覆盖的表面为0.23 V，远低于氧化物的最小理论过电位(0.37 V)。

此外，与估计的极化转换能量成本相比，反应自由能的减少6-12倍。这表明切换不正确的铁电极化方向是优化铁电 OER催化剂的有效途径。

Enhancing oxygen evolution reaction activity by using switchable polarization in ferroelectric InSnO₂N. ACS Catalysis, 2021. DOI: 10.1021/acscatal.1c03737

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ACS Catalysis：铁电InSnO2N中极化切换增强光催化OER

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