氢是全球使用最广泛的基本化学品之一，它还用于生产许多其他化学品，特别是通过光电化学（PEC）水分解生产的无碳能源燃料。目前，砷化镓代表了用于PEC水氧化的最有效的光阳极材料，但已知它在竞争反应中要么被阳极光腐蚀，要么被天然金属氧化物光钝化，限制了效率和稳定性。

在这里，全南大学Soon Hyung Kang，美国国家可再生能源实验室Kai Zhu报道了化学蚀刻的砷化镓，其装饰有薄二氧化钛（约30纳米厚，结晶）表面钝化层以及磷酸镍（Ni-Pi）助催化剂作为表面空穴沉降层。

文章要点

1）Ni-Pi 双功能助催化剂的集成产生了高效 GaAs 电极，其起始电位阴极漂移约为 100 mV。

2）在这项工作中，该电极在稳定电流密度J_ph > 25 mA·cm⁻² 的110小时PEC水氧化测试中也具有增强的光稳定性。

3）Et-GaAs/TiO₂/Ni-Pi║Ni-Pi 串联配置实现了最佳的无辅助无偏水分解装置，具有最高的 J_ph (~7.6 mA·cm⁻² ) 和9.5%的稳定太阳能到氢气的转换效率。

参考文献

Arunachalam, M., Kanase, R.S., Zhu, K. et al. Reliable bi-functional nickel-phosphate /TiO2 integration enables stable n-GaAs photoanode for water oxidation under alkaline condition. Nat Commun 14, 5429 (2023). 

https://doi.org/10.1038/s41467-023-41120-0