BiVO4由于空穴传输能力差、表面缺陷密度高、水氧化反应动力学缓慢,在光电化学(PEC)水氧化中的广泛应用面临着重大挑战。采用界面工程来协助能级调制是应对这些挑战的有效策略。在此,陕西师范大学闫俊青、中国科学院刘生忠将CuCrO2空穴传输层(HTL)耦合并进一步原位生长NiCo-MOF,以制备NiCo-MOF-CuCrO2-BiVO4复合光阳极。
本文要点:
1)这种新型复合光阳极不但在1.23 V下实现了5.75 mA cm−2的光电流密度,而且保持了超过24小时的稳定运行。全面的物理化学表征和密度泛函理论计算证实,CuCrO2 HTL和BiVO4光阳极之间形成的p–n异质结产生内置电场增强了空穴传输能力。
2) 此外,螯合在光阳极表面的NiCo-MOF不仅钝化了表面缺陷状态,还加速了水氧化反应的动力学。在双重改性的协同作用下,BiVO4光阳极的PEC水氧化性能显著提高。
Kaige Tian et.al Interfacial Engineering-Assisted Energy Level Modulation Enhances the Photoelectrochemical Water Oxidation Performance of Bismuth Vanadate Photoanodes Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202404477
https://doi.org/10.1002/aenm.202404477