赤铁矿（α-Fe₂O₃）严重的电荷复合和缓慢的析氧反应动力学在很大程度上限制了其在水分解中的应用。

近日，山东大学王建军教授，瑞士联邦材料科学与技术研究所Artur Braun报道了一种Cu₂S/Fe₂O₃异质结，发现在Cu₂S和Fe₂O₃之间形成共价S-O键可以显著提高材料的光电化学性能和水分解的稳定性。

文章要点

1）与裸Fe₂O₃相比，Cu₂S/Fe₂O₃异质结增强了电极的电荷分离和转移，扩大了光吸收范围，降低了电荷复合速率。此外，由于Cu₂S的光热性质，异质结在光照下局部表现出较高的温度，有利于提高析氧反应速率。

2）与可逆氢电极相比，在1.23 V时，Cu₂S/Fe₂O₃异质结的光电流密度提高了177%，达到1.19 mA cm⁻²。

研究工作有望为今后各种反应用高效光电极的设计和制备提供指导。

参考文献

Yan Zhang, et al, Covalent S-O Bonding Enables Enhanced Photoelectrochemical Performance of Cu₂S/Fe₂O₃ Heterojunction for Water Splitting, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202100320

https://doi.org/10.1002/smll.202100320