表面重建和BiVO₄光电极的被动化取决于"结构破坏器"Cs

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
• 光催化作用的光催化

背景情况:

• 单克林斯木瓦纳酸盐 (BiVO4) 是太阳能水分裂中的光电极的关键材料.
• 从接口上的氧化还原-惰性的非共价相互作用对BiVO4性能的影响还不清楚.

研究的目的:

• 研究离子 (Cs+) 对BiVO4光电极表面重建和被动化的作用.
• 了解Cs+在太阳能水分裂中的作用,使用BiVO4.

主要方法:

• 研究了BiVO4光阳极的Cs+依赖的表面重建和被动化.
• 分析了BiVO4表面上形成的Cs+化无形薄层的形成.
• 用FeOOH催化剂或不使用FeOOH催化剂对氧化水的评价光电化学性能.

主要成果:

• Cs+ 起到"结构破坏"的作用,诱导表面光腐蚀形成一种保护性的 Cs+ 合 amorphous 层.
• 这个层抑制BiVO4光腐蚀,增强表面电荷转移,并促进水的氧化.
• 无催化剂的BiVO4实现了3.3mA cm-2光电流;FeOOH修饰的BiVO4在1.23VRHE达到5.1mA cm-2并保持了3.0mA cm-2在0.8VRHE30小时.

结论:

• Cs+在修改BiVO4表面方面发挥着至关重要的作用,从而改善了光电化学性能.
• 这些发现提供了对Cs+化学的新见解,以及对太阳能水分应用的电极-电解质接口上的氧化还原惰性的影响.