JACS: 硅光阴极上CuS修饰的GaN纳米线将CO2混合气体转化为HCOOH

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JACS: 硅光阴极上CuS修饰的GaN纳米线将CO2混合气体转化为HCOOH

将半导体与助催化剂进行复合构建复合材料已经广泛用于光电化学(PEC)将CO2转化为HCOOH等增值化学品。但是对催化CO2气体还原为其他物质的催化剂结构的合理设计仍是一个巨大的挑战。
基于此，密歇根大学的米泽田和浦项科技大学的Jong-Lam Lee等人报道了一种CuS修饰的GaN纳米线集成在平面硅(Si)上的独特的光阴极，能够将含有H2S的CO2混合气体转化为HCOOH。
JACS: 硅光阴极上CuS修饰的GaN纳米线将CO2混合气体转化为HCOOH
作者通过将Cu纳米粒子热蒸发与Si晶片上GaN纳米线的分子束外延(MBE)相结合来制造Cu/GaN/Si光阴极。另外，在PEC CO2还原期间，利用CO2+H2S吹扫电解质，Cu纳米粒子能够自发转化为CuS纳米粒子，GaN纳米线作为几何改性剂来负载CuS纳米粒子增强催化反应。
更重要的是GaN纳米线和Si是重掺杂的n型半导体，并且它们的导带边缘近似对齐，在GaN纳米线和Si衬底之间没有能量势垒的情况下，电子传输也是可行的。
JACS: 硅光阴极上CuS修饰的GaN纳米线将CO2混合气体转化为HCOOH
CuS/GaN/Si光阴极在AM1.5G照射下，在-1.0 VRHE时表现出优异的法拉第效率(FEHCOOH= 70.2%)和大的局部电流密度(7.07 mA cm-2)。并且该项工作首次证明在CO2气体中混入杂质可以增强而不是降低PEC CO2还原性能。
CuS-Decorated GaN nanowires on silicon photocathodes for converting CO2 mixture gas to HCOOH. Journal of the American Chemical Society, 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c02139

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/2023/10/14/f42954225c/

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