苏大李亮Nature子刊: Zn10In16S34中的Fe-In-S簇和梯度能带促进光电化学OER

2023年10月11日下午5:33 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 4

光生电荷的大量复合和缓慢的表面析氧反应(OER)动力学严重阻碍了光电化学水分解的发展。

苏州大学李亮团队报道了一种表面具有Fe-In-S簇的二维Zn₁₀In₁₆S₃₄(ZISZ)有序纳米片阵列(ZISZ/Fe)，其能够用于高效PEC OER。

苏大李亮Nature子刊: Zn10In16S34中的Fe-In-S簇和梯度能带促进光电化学OER

作者采用原子层沉积(ALD)技术将Fe和O原子引入二维Zn₁₀In₁₆S₃₄ (ZISZ)有序纳米片阵列，其中在表面上形成Fe -In-S簇，而在ZISZ光阳极的底部形成Zn-O键。

Fe-In-S簇大大降低了表面过电位(η)和光生电荷界面复合，从而通过影响O*和OOH*的形成过程来提高OER动力学。沿ZISZ截面的元素含量和种类的变化导致光阳极内的梯度能级排列，以及均匀有序，没有无序层，这促进了催化剂体相中的η_sep。

ZISZ/Fe光阳极在1.23 V_RHE和起始电位(V_on，首次测量0.02 mA cm^-2电流密度时的电位)为0.08 V_RHE时显示出大幅增加的光电流(5.35 mA cm^-2)，分别是ZIS和ZISZ的32倍和6.3倍。其性能与其他最新报道的硫化物相当甚至更好。

Atomic layer deposition triggered Fe-In-S cluster and gradient energy band in ZnInS photoanode for improved oxygen evolution reaction. Nature Communications, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-25609-0

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