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光電化學分解水是具有前景的制氫技術，但是光電化學分解水的性能受限于載流子復合以及水氧化反應動力學緩慢的問題。雖然人們開發了許多策略解決這個問題，包括元素摻雜、形貌調控、異質結結構、催化劑調控等策略，但是還未曾研究外磁場（MFs）調控催化反應或者調控載流子動力學。

有鑒于此，南開大學羅景山教授、倫敦帝國理工學院James Robert Durrant教授、阿利坎特大學Néstor Guijarro等報道首次以BiVO₄作為代表性的光電極，通過覆蓋一層超薄鐵電材料Fe₂TiO₅，并且與外電場（MF）結合，顯著增強光催化水氧化性能。

本文要點：

（1）

通過電荷傳輸和瞬態吸收光譜表征，表明MF外磁場有助于BiVO₄/Fe₂TiO₅界面能帶排列，改善電荷分離，而且促進Fe₂TiO₅/電解液界面的產氧反應。

（2）

作者認為這個策略能夠用于其他金屬氧化物光電極，包括TiO₂、WO₃、Fe₂O₃，表明這個策略的普適性。總之，這項工作展示了一種吸收外磁場（MF）的方法，有助于改善非磁性催化劑的光電催化分解水性能。

參考文獻

Qingjie Wang, Louise I. Oldham, Alfredo Giner-Requena, Zeyuan Wang, Daniele Benetti, Salvador Montilla-Verdú, Rong Chen, Dongfeng Du, Teresa Lana-Villarreal, Ulrich Aschauer, Néstor Guijarro*, James Robert Durrant*, and Jingshan Luo*, Enhancing Photoelectrochemical Water Oxidation Using Ferromagnetic Materials and Magnetic Fields, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c13017

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13017