Pt/Ruコーティングのp型 WSe2光電極からの水素の進化
James R McKone1, Adam P Pieterick, Harry B Gray
1Division of Chemistry and Chemical Engineering and the Joint Center for Artificial Photosynthesis, California Institute of Technology, 1200 East California Blvd, Pasadena, California 91125, United States.
Journal of the American Chemical Society
|December 4, 2012
まとめ
研究者らは,効率的な水素進化のためのp型ボルンガムディセレニド (WSe2) フォトキャソードを開発した. これらのWSe2光電極は,7%以上のエネルギー変換効率を達成し,さまざまな電解質での安定性を実証しました.
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・ディセレニド (WSe2) は,光触媒の応用のための有望な半導体材料である.
- 効率的で安定した光学カトドの開発は,水素進化反応 (HER) に不可欠です.
研究 の 目的:
- 化学蒸気輸送を用いた結晶型p型WSe2光カソードを合成する.
- HER.のためのWSe2の光電気化学性能と安定性を評価する.
主な方法:
- 化学蒸気輸送 (CVT) 方式で,p型WSe2結晶を栽培する.
- 高貴金属の触媒がWSe2.2に堆積する.
- シミュレートされた太陽光照明 (空気質1.5G) の下で,光電気化学的な測定を行いました.
主要な成果:
- p-WSe2フォトカトドは,HERのエネルギー変換効率が>7%を達成しました.
- フォトカトドは,酸性およびアルカリ性電解質で少なくとも2時間の安定性を示した.
- オープン回路のポテンシャルがショックリー二極方程式の限界に近づいており,効率的な電荷キャリアの振る舞いを示しています.
- ~1μmのマイノリティキャリアの拡散長さは, ~15 mA cm(-2) までの限られた光電流密度に制限されています.
結論:
- 結晶型p型WSe2は,効率的で安定した水素進化光学カソードのための適した材料です.
- 拡散長さの制限を克服し,光電流密度を高めるためにさらなる最適化が必要である.
