太陽能水分解生產綠色氫氣（H2）需要具有優異光電化學（PEC）活性和耐用性的光電極。然而，表面缺陷和光腐蝕不穩定性限制了PEC的性能和穩定性。近日，全南大學Soon Hyung Kang、國家可再生能源實驗室Zhu Kai、浦項科技大學Kug-Seung Lee使用釩酸鉍（BiVO4）光陽極來演示提高光電流密度和長期穩定性的方法。
本文要點：
1)將Ba2+離子引入BiVO4中會增加導電V4+離子的濃度或V4+離子與氧空位的比率，從而避免V5+在水氧化過程中溶解。用作鈍化層的半結晶HfO2通過抑制空穴轉移到電解質時的有害化學反應來防止BiVO4的光腐蝕。單原子和Ni-Pt配位的協同使用改善了光陽極/電解質界面的電荷轉移，從而增強了PEC動力學和穩定性。
2) 因此，光電極在1.23 V下的電流約為6.5 mA cm?2，并且可連續運行800小時，降解率可以忽略不計。該工作為改進PEC H2生產的光陽極提供了一種有效方法。
Maheswari Arunachalam et.al Effective Corrosion-Resistant Single-Atom Alloy Catalyst on HfO2-Passivated BiVO4 Photoanode for Durable (≈800 h) Solar Water Oxidation Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202402607
