我國科學家在光電催化水分解研究中取得進展

2020-10-17 中國科學院科技產業網

近日，中國科學院深圳先進技術研究院先進材料科學與工程研究所（籌）光子信息與能源材料研究中心等，在光電催化水分解研究中獲得新進展。相關成果以Interface modulation of BiVO4 based photoanode with Bi(III)Bi(V)O4 for enhanced solar water splitting為題，發表在Journal of Catalysis上。

光電催化分解水系統作為優良的太陽能轉化體系受到關注，然而，其轉化效率受到光陽極上氧化反應過程遲滯的限制。BiVO4因較優的禁帶寬度以及較為合適的價帶導帶位置成為光陽極材料研究熱點，但是，由於受到內部及表面電荷複合、氧化反應勢壘等影響，太陽能的轉化效率較為低下。因此，找到可提升界面電荷傳輸的方案有重要意義。

TEM掃描圖、能帶計算結果及XPS圖譜

該研究闡明一種在BiVO4光陽極表面通過氧化過程沉積Bi2O4顆粒的方法，並將其應用到光電催化分解水實驗。由於Bi2O4與BiVO4的晶體結構相似，因而可以促進兩種材料界面間的電荷傳輸。

同時，研究團隊通過增加Mo摻雜、碳量子點負載以及Ni-FeOOH助催化劑負載，使得BiVO4光陽極獲得6.7mA/cm2（1.23 V vs. RHE）的光電流響應以及2.35%的偏壓轉化效率（ABPE，0.70 V vs. RHE）。

深圳先進院副研究員馬明與以色列理工學院博士邢政為論文共同第一作者，北京大學深圳研究生院教授楊世和與香港科技大學副教授Haibin Su為論文共同通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。

來源：深圳先進技術研究院

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