太阳能水分解生产绿色氢气（H₂）需要具有优异光电化学（PEC）活性和耐用性的光电极。然而，表面缺陷和光腐蚀不稳定性限制了PEC的性能和稳定性。近日，全南大学Soon Hyung Kang、国家可再生能源实验室Zhu Kai、浦项科技大学Kug-Seung Lee使用钒酸铋（BiVO₄）光阳极来演示提高光电流密度和长期稳定性的方法。

本文要点：

1)将Ba²⁺离子引入BiVO₄中会增加导电V⁴⁺离子的浓度或V⁴⁺离子与氧空位的比率，从而避免V⁵⁺在水氧化过程中溶解。用作钝化层的半结晶HfO₂通过抑制空穴转移到电解质时的有害化学反应来防止BiVO₄的光腐蚀。单原子和Ni-Pt配位的协同使用改善了光阳极/电解质界面的电荷转移，从而增强了PEC动力学和稳定性。

2) 因此，光电极在1.23 V下的电流约为6.5 mA cm⁻²，并且可连续运行800小时，降解率可以忽略不计。该工作为改进PEC H₂生产的光阳极提供了一种有效方法。

参考文献：

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

DOI: 10.1002/aenm.202402607

https://doi.org/10.1002/aenm.202402607