用金属化物联合催化剂增强的光电极:相关性质可提高光电极性能
Junyi Cui1, Matyas Daboczi1, Zhenyu Cui2
1Department of Chemical Engineering and Centre for Processable Electronics, Imperial College London, London, SW7 2AZ, UK.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 7, 2023
概括
用-酸 (Ni-Co P) 修改的化瓦纳酸 (BiVO4) 光电极显示太阳能水分裂的光电流增加了3.5倍. 这种增强源于联合催化剂对电荷转移和氧气演变的协同效应.
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
- 可再生能源是可再生能源的来源.
背景情况:
- 太阳能水分的光电化学 (PEC) 装置需要高性能光电极,以实现高效的氧气演变.
- 岩瓦纳酸盐 (BiVO4) 是光电极的有希望的材料,但其性能需要提高.
研究的目的:
- 通过结合核心外结构的双金属-化物 (Ni-Co P) 来提高用于太阳能水分的BiVO4光电极性能.
- 阐明这些协同催化剂对电荷转移和氧气演化动力学的协同效应.
主要方法:
- 合成核心外结构的双金属 - 化 (Ni-Co P).
- BiVO4/Ni-Co P光电极的制造和表征.
- 光电测量和电化学分析,包括放松时间分布 (DRT) 和动力学研究.
主要成果:
- 最好的BiVO4/Ni1.5Co0.5P和BiVO4/Ni0.5Co1.5P光电极显示光电流的3.5倍增加,与裸体BiVO4.5相比.
- 提高性能归因于Ni-Co P辅助催化剂的工作功能,催化活性和电容能力的协同作用.
- 由于联合催化剂,DRT分析显示了三个改善的孔注射路径,而动力学研究显示了电荷转移阻力降低和增强的氧进化反应动力学.
结论:
- 双金属Ni-Co P联合催化剂显著提高了用于太阳能水分解的BiVO4光电极的性能.
- Ni-Co P对电荷注入和氧气演变动力学的协同效应为设计先进的光电极材料提供了关键的见解.
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