岩盐化物质在平面Si光电极上的被动化效应,用于太阳能减水
Suzan Abdelfattah Sayed1, Maheswari Arunachalam2, Jyoti Badiger3
1Department of Chemicals and Engineering, Chonnam National University, Gwangju 61186, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|November 6, 2024
概括
这项研究增强了用于太阳能气生产的光阴极,使用化被动化和氧化共催化剂. 新的Mo(O,N) /TiN/p-Si光阴极在酸性条件下显示出更好的稳定性和效率.
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:
- 光电化学 (PEC) 水分离为燃料生产提供了一条可持续的途径.
- (Si) 光阴极由于其光电子特性而对PEC具有吸引力,但受到光电腐蚀和效率有限的影响.
- 有效的表面被动化和增强的电催化对于稳定和高效的Si光阴极运行至关重要.
研究的目的:
- 研究使用化 (TiN) 消极化层来保护p-Si光阴极上的氧化 (SiO2).
- 为了增强p-Si光阴极的电催化活性和耐用性,使用一层氧化 (Mo(O,N) x) 双功能层.
- 为了优化基于Si的光阴极的性能和运行寿命,用于PEC水分.
主要方法:
- 在p-Si光阴极上沉积一层薄薄的TiN被动化层,使用直流磁力电喷射.
- 在TiN消极化Si表面上应用Mo(O,N) x双功能共催化剂层.
- 在模拟的阳光下 (AM 1.5G,100 mW·cm-2) 在酸性电解质中对光阴极性能进行表征.
主要成果:
- 在恶劣的酸性条件下,Mo(O,N) x/TiN/p-Si光阴极表现出 +0.46 V 与 RHE 的有利发作潜力.
- 集成的TiN被动化层有效地保护了底层的SiO2,减轻了光电腐蚀.
- 光阴极表现出特殊的长期稳定性,超过140小时的运行时间.
结论:
- 结合TiN被动化和Mo(O,N) x催化,为提高p-Si光阴极的耐用性和性能提供了一个有效的策略.
- 这种方法解决了Si光阴极稳定性和电催化活性在高效太阳能气生产中的关键挑战.
- 开发的Mo(O,N) x/TiN/p-Si光阴极显示出在光电化学水分裂中实际应用的巨大潜力.
