张华&刘政&王岐捷Nature Materials:半导体电催化新发现

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通讯作者:张华、刘政、王岐捷

张华&刘政&王岐捷Nature Materials:半导体电催化新发现
成果一览

半导体-电解质界面在半导体电催化反应中具有关键影响作用。根据经典电子转移理论,半导体电催化反应的研究模型主要是肖特基结模型。然而,该模型不能用于解释超薄半导体在催化反应中具有极高的载流子累积的现象。

经过过往的研究,并受到最近开发的离子控制电子器件的启发,新加坡南洋理工大学张华、刘政、王岐捷等人对电催化反应中半导体-电解质界面进行重新审视和研究,通过基于原位电子/电化学测量发现了半导体催化剂在电催化反应中普遍存在的自门控现象,以阐明半导体在电催化反应过程中的电子传导调控机制。

同时还发现了半导体催化剂的类型与它们的电催化反应类型有密切联系。如n型半导体催化剂有利于阴极反应,例如析氢反应;p型半导体优选阳极反应,例如析氧反应。

该研究工作为电催化过程中半导体-电解质界面性质与机理研究提供了新的见解,对电催化领域意义非凡。

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图文导读

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图1 自门控现象的原位表征

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图2 自门控现象的交流阻抗图

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图3 自门控调控半导体催化剂的表面电导

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图4 载流子类型与催化反应类型的关系

表1 催化剂载流子类型与催化反应类型的关系

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文献信息

Self-gating in semiconductor electrocatalysis

(Nature Materials,2019,DOI: 10.1038/s41563-019-0426-0)

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41563-019-0426-0

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