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前沿关注 [研究]高效光电化学水分解新进展 [复制链接]

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京东
光电阳极具有可同时调整光吸收，电荷分离和水氧化过程的能力是面向高效光电化学（PEC）水分解的重要研究方向。2 F' h$ t# ]) D: N4 t- O

" m  P* l  Z( y. ^/ l* ]6 r近日，中国地质大学（武汉）刘学琴，新加坡南洋理工大学赵彦利教授，美国佐治亚理工学院林志群教授报道了一种强有力的策略，通过将光热Co3O4层夹在BiVO4光阳极膜和FeOOH/NiOOH电催化片之间，从而显著改善了PEC水分解性能。- D4 h0 ]% `( G, a- U! i0 I) d

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本文要点
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要点1. 沉积的Co3O4层在近红外辐射下表现出显著的光热效应，提高了光阳极的原位温度，增加了光吸收，增强了电荷转移，同时加速了水氧化动力学。5 N1 Y. B# {5 o/ a/ \6 D
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要点2. 研究人员精心设计的NiOOH/FeOOH/Co3O4/BiVO4光阳极在1.23 V（相比于可逆氢电极（VRHE））具有6.34 mA cm-2的光电流密度，在0.6 VRHE时的外加偏置光电流效率为2.72%。* w' V/ s; @. O/ U4 g9 G9 R
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要点3. 研究发现，除了金属氧化物，各种金属硫化物、氮化物和磷化物（如CoS、CoN和CoP）均可以用作加热器，从而获得高性能的BiVO4光阳极。此外，除了BiVO4，其他金属氧化物（如Fe2O3和TiO2）也可以被光热材料覆盖，从而显著促进水分解。# @1 \# ^1 L- P
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这一简单而通用的策略提供了一个独特的平台，可以利用其光热特性来设计具有高性能的能量转换和存储材料和器件。! |3 g( f$ s1 j, U% T) u
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