高性能光电极被超薄薄膜化,用于氧化水
Michael J Kenney1, Ming Gong, Yanguang Li
1Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA.
Science (New York, N.Y.)
|November 16, 2013
概括
薄薄的膜保护光电极免受腐蚀,使得高效的氧化水可用于清洁能源. 这种金属绝缘体半导体方法提高了各种电解质的耐用性和性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 对腐蚀的敏感性限制了其在光电极中用于光电化学 (PEC) 氧化水的应用.
- 开发稳定高效的光电极极对于推进太阳能燃料技术至关重要.
研究的目的:
- 为了研究在n型 (n-Si) 上使用 (Ni) 薄膜作为PEC水氧化的保护和催化层.
- 为了评估Ni/n-Si光电极在不同电解质条件下的性能和稳定性.
主要方法:
- ~2纳米薄膜沉积在n型上,其原生氧化物.
- 制造金属绝缘体半导体 (MIS) 光电极.
- 在水性氧化物 (KOH,pH=14) 和水性酸盐缓冲剂 (pH=9.5) 溶液中的光电极的电化学表征.
主要成果:
- 膜有效地保护了n-Si免受腐蚀,同时催化了氧气的演变.
- Ni/n-Si光电极表现出高的PEC活性,包括低发作潜力 (~1.07V与RHE) 和高光电流密度在1M KOH.
- 光电极表现出极好的稳定性,在混合酸盐电解质中持续运行80小时后没有出现衰变.
结论:
- 在n-Si上的~2纳米的Ni薄膜形成了用于PEC水氧化的高性能MIS光电极.
- 膜具有双重作用:防腐蚀和贵金属电催化.
- 开发的Ni/n-Si光电极为太阳能水分解提供了一个有前途,耐用和高效的解决方案.
