金属掺杂BiVO₄光阳极

高活性晶格氧机制

通过调变金属电负性激活晶格氧，在提升水氧化活性的同时保持光阳极稳定性，解决活性与稳定性难以兼得的难题。

Liu, Yuehua · Fangfang, Feng · Lingyi, Rao · Qun, Liao · Zhaohui, Li · Xingxing, Zheng · Zifeng, Wu · Ze, Zhang · 扶雄辉 · 朱毅 · 张渊明

Journal of Alloys and Compounds 2026

具体参数

光电流密度

{'zh': '3.64', 'en': '3.64'} mA cm⁻²

光电流密度

{'zh': '1.255', 'en': '1.255'} mA cm⁻²

技术优势

活性与稳定性兼得

通过金属电负性调控晶格氧活化程度，激活晶格氧机理提升OER活性的同时保持催化剂结构稳定，打破了常规的权衡关系。

性能超同类无辅催化剂

Co-BiVO₄的光电流密度达3.64 mA cm⁻²，比纯BiVO₄高2.9倍，也高于大多数已报道的不含助催化剂的BiVO₄光阳极。

设计规律清晰可循

金属电负性越高，O 2p能带中心上移，M–O键共价性增强，晶格氧活化程度越高，OER活性越好，活性顺序与电负性顺序一致。

应用场景

• 光电催化水分解：提供高效稳定的光阳极，直接用于构建光电化学池分解水制氢，无需添加助催化剂。
• 析氧光阳极：采用晶格氧机理，降低析氧过电位，提升水氧化速率并保持结构稳定。
• 人工光合作用：作为仿生光阳极，可在温和条件下实现高效水氧化，满足人工光合成的需求。
• 太阳能制氢：高光电流密度和良好稳定性使其适用于太阳能驱动的制氢装置。