InTe/铋烯异质结

太阳能制氢效率9.67%

一种二维直接Z型异质结，可高效光催化分解水制氢，性能优于单一InTe单层。

Meng, Ge · 杨传路 · 王美山 · 马晓光

International Journal of Hydrogen Energy 2023

具体参数

太阳能制氢效率

{'zh': '9.67', 'en': '9.67'} %

太阳能制氢效率（应变后）

{'zh': '16.17', 'en': '16.17'} %

吉布斯自由能变化

{'zh': '1.72–2.12', 'en': '1.72–2.12'} eV

技术优势

效率翻倍

该异质结的太阳能制氢效率最高可达9.67%，远高于单一InTe单层的4.22%，表明异质结构显著提升了光催化性能。

应变可调

施加+9%双轴应变后，太阳能制氢效率可从9.67%进一步提升至16.17%，说明应变对效率具有调控作用。

热力学可行

析氢反应的吉布斯自由能变化为1.72–2.12 eV，确保反应在热力学上可行。

应用场景

• 光催化分解水：该异质结构可直接用于光催化全解水，无需牺牲剂，实现太阳能到氢能的转化。
• 绿氢制备：通过全解水制氢，该材料可实现零碳排放的绿氢生产，且效率可通过应变调控。
• 产氢催化剂：作为析氢催化剂，该异质结的吉布斯自由能变化保证反应热力学可行，且能带排列满足直接Z型要求。
• 二维材料异质结：利用二维InTe和铋烯组成的异质结，其内建电场促进电荷分离，从而提高光催化效率。