黄维/王松灿/王连洲等Angew.: 含有氧空位的活性VOx层,助力BiVO4光电阳极实现高效光电化学水分解 2023年10月12日 上午12:19 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 4 钒酸铋(BiVO4)是最有前景的光电化学(PEC)水分解半导体之一,因为它具有狭窄的带隙(2.4 eV)和低成本特性。然而,在原始BiVO4薄膜中的低载流子迁移率(0.044 cm2 V−1 S−1)和短空穴扩散长度(70 nm)引起严重的电荷复合。同时,由于析氧反应(OER)涉及四个电子的转移,在OER过程中的动力学非常缓慢,这也会导致严重的表面电荷复合。在PEC水分解过程中,BiVO4光阳极也存在严重的光腐蚀,导致稳定性较差,这严重限制了其在PEC水分解中的大规模应用。 为解决上述问题,西北工业大学黄维、王松灿和昆士兰大学王连洲等通过典型的光辅助电沉积工艺,在BiVO4光阳极上设计了一种具有富氧空位的VOx析氧共催化剂(BVO/VOx),其能够有效加速OER动力学。 在PEC水分解性能测试实验中,优化后的BiVO4/VOx光阳极在1.23 VRHE时表现出较高的光流密度(6.29 mA cm−2),几乎是纯的BiVO4的四倍;BiVO4/VOx的电荷转移效率(ղtrans)达到96%,高于大多数报道的最先进的BiVO4/析氧助催化剂光阳极。此外,在0.6 VRHE下,该催化剂在AM 1.5 G光照下连续反应40 h,其光电流仅降低了11.7%,表明BiVO4/VOx光阳极具有良好的稳定性。 实验结果和密度泛函理论(DFT)计算表明,富氧空位的VOx在V轨道上具有大量未配对的电子,导致形成未配位位点的存在;因此更多的水分子可以吸附在活性位点上,这使得在VOx/电解质界面上电荷转移的电导率显著提高。 此外,BVO和VOx之间共享的V-O键也有效地促进了电荷转移,进而大大提高了对OER的催化活性。综上,这项工作证明了钒基催化剂在PEC水氧化中的潜力,有利于推动用于太阳能-化学能转换的钒基催化剂的进一步发展。 A BiVO4 Photoanode with a VOx Layer Bearing Oxygen Vacancies Offers Improved Charge Transfer and Oxygen Evolution Kinetics in Photoelectrochemical Water Splitting. Angewandte Chemie International Edition, 2023. DOI: 10.1002/anie.202217346 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/12/0afff60be9/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 “离谱”!学生论文盲审成绩相差34分无缘答辩,导师怒了! 2023年11月14日 最新电池顶刊:黄学杰、杨勇、黄佳琦、吴凡、郑春满、陈立宝、卢锡洪等成果集锦! 2023年10月8日 夏杰祥/朱文帅Small: 大孔、边缘位点和悬空键,助力BiOCl-P触发C=O活化实现高效CO2光还原 2023年10月17日 中科院院士,出任地方医学院院长!即将更名大学 2023年11月30日 Joule:氧化层涂层促进硫氧基光催化剂在常压下实现水分解 2023年10月4日 电池顶刊集锦:俞书宏、谢琎、郑洪河、黄云辉、楼雄文、徐吉静、刘宇、庞欢等成果! 2023年12月14日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交