熱的に安定した水酸化のためのN2インターケラされたWO3フォトアノード

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• 電気化学 電気化学について
• フォトカタリシスによる.

背景:

• トングステン酸化物 (WO(3) は,帯域間隔が広い半導体であり,可視光駆動アプリケーションでの使用を制限しています.
• 可視光を吸収する材料の開発は,太陽エネルギー変換技術の進歩に不可欠です.

研究 の 目的:

• トングステン酸化物 (WO(3) の中にある窒素 (N(2) の安定したインターカレーション化合物を合成し,特徴づけること.
• N(2) インターカレーションがWO(3) の光学および電気化学的性質に及ぼす影響を調査する.
• これらの材料が可視光駆動酸素進化のフォトアノードとしての可能性を評価する.

主な方法:

• xN(2) ·WO(3) のインターカレーション化合物の化学合成.
• 光学吸収特性を決定するために,光譜分析 (例えば,UV-Vis) を行う.
• 酸素の進化に対する光電流とファラダイク効率を含む電気化学的測定.
• ホスト・ゲストの相互作用を理解するためのコンピューティング・モデリング.

主要な成果:

• 安定したインターカレーション化合物xN(2) ·WO(3) (x = 0.034-0.039) が成功して形成されました.
• 窒素のインターカレーションにより,WO(3) の吸収値が著しく低下し,可視光吸収が可能になりました.
• 0.039N(2) ·WO(3) アノドは,波長 ≤640 nm の照明下で光電流を示した.
• O(2) の進化に対するほぼ単位のファラダイク効率は,1.0M HClO(4)(aq) で達成されました.
• 放射光学および計算データにより,格子変形と赤色移転吸収に寄与する弱い電子相互作用が明らかになった.

結論:

• 窒素インターキャレーションは,WOの可視光反応を高めるための効果的な戦略です.
• 合成されたxN(2) ·WO(3) 材料は,可視光駆動水分裂のための効率的なフォトアノドとして有望を示しています.
• ノーブルガスでインターケラされたWO(3) 材料は,可視光反応性フォトアノードとして実行可能であると予測されています.