在ZnFe2O4上共享边缘八面体协调的NiFe双活性位点,用于光电化学水氧化
Zhiyong Jiang1, Xiaodi Zhu1, Zhiyu Wang1
1National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui, 230029, China.
概括
研究人员开发了一种盐方法,将引入铁表面,显著提高光电化学水分裂效率. 该策略通过创建用于氧化水的双Ni-Fe活性位点来增强太阳能转换.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 脊柱氧化物 (AB2 O4) 对于电化学反应至关重要,八面体位点 (BOh) 的特性决定了性能.
- 由于其复杂的晶体结构,很难精确地操纵螺旋氧化物的结构.
- 光电化学 (PEC) 水分工需要高效的光电极来转换太阳能.
研究的目的:
- 开发一种多功能盐策略,用于将Ni2+引入铁 (ZnFe2O4,ZFO) 表面的B位点.
- 增强光电化学 (PEC) 水分的活性点.
- 调查修改后的ZFO的结构和电化学特性,以提高PEC性能.
主要方法:
- 盐介导合成,将Ni2+引入铁酸盐 (ZFO) 的表面.
- 综合的结构特征分析引入的Ni2+的局部结构.
- 光电化学测量,包括光电流密度和开通电路潜力,以评估水氧化性能.
主要成果:
- 修改后的光电极 (ZFO-MSNi) 呈现出≈450mV的显著阴极转移和≈0.6V的启动电压.
- 在1.23VRHE的光电流密度中,PEC的水氧化与裸体ZFO相比翻了三倍.
- 尼2+和邻近的Fe3-σ) +网站形成了Ni-Fe双活跃站点,在边缘共享的八面体配置中,减少了表面的捕获状态.
结论:
- 盐策略有效地将Ni2+引入ZFO,为增强PEC水氧化创造双Ni-Fe活性位点.
- 经过修改的ZFO-MSNi在PEC水分中表现出卓越的性能,显示了太阳能能量转换的潜力.
- 这项工作提出了一种多功能方法,用于调整光电极的表面活性位点,以改善太阳能应用.
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