發展雙功能的光生載流子增強電催化的電極材料,實現在大電流密度穩定工作是個巨大挑戰。
有鑒于此,南京航空航天大學彭生杰教授、徐江教授、阿德萊德大學Yujie Chen等報道通過簡單的濺射沉淀合成新穎的MnWO4/FeCoNi Mott-Schottky異質結涂層修飾在Ti載體上,制備高性能PCA-EC電極(Photogenerated carrier-assisted electrocatalytic),表現增強的光吸收區間/光吸收強度,快速分離光生電子-空穴。
這種設計能夠將光生電子之直接參與HER反應,同時強氧化性的光生空穴顯著降低形成缺陷的能壘,促進重構形成高性能Ni(FeCo)OOH/MnOOH物種用于OER。
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制備的電極在光照射下HER的過電勢為64 mV,OER的過電勢為204 mV。由于Fe/Co/Ni-O-Mn/W成鍵穩定界面,雙功能電極在500 mA cm-2和1000 mA cm-2電流密度能夠達到長期的穩定的光輔助電催化。
這項工作展示了PCA-EC對于光促進電解水用于大電流密度的前景。
參考文獻
Minming Jiang, Jiang Xu, Yujie Chen, Luqi Wang, Paul Munroe, Zong-Han Xie, Shengjie Peng, High-Efficiency Photo-Assisted Large Current-Density Water Splitting with Mott-Schottky Heterojunctions, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202415492
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202415492