Fe:VOPO₄修饰Mo:BiVO₄光阳极

光电流密度5.5倍于纯BiVO₄

通过Fe:VOPO₄构建V–O–V和P–O键，同时增强本体与界面电荷转移及析氧动力学。

Bing, He · Yu, Cao · Kaijie, Lin · 武明杰 · 朱云海 · Cui, Xun · 胡亮 · 杨应奎 · 刘学琴

eScience 2024

具体参数

光电流密度

{'zh': '6.59', 'en': '6.59'} mA cm⁻²

技术优势

光电流提升5倍多

Fe:VOPO₄/Mo:BiVO₄光阳极在1.23 VRHE下的光电流密度达到6.59 mA cm⁻²，是纯BiVO₄的约5.5倍，表明体相和界面电荷转移均得到有效增强。

本体电荷传输更快

Mo掺杂显著降低了小极化子的跳跃活化能，从而加速了BiVO₄体相内的电荷传输，减少了复合损失。

界面电荷转移更高效

Fe:VOPO₄与Mo:BiVO₄之间通过构建V–O–V和P–O键形成紧密界面，有效促进了界面电荷转移并加快了水氧化动力学。

应用场景

• 人工光合作用：高效光阳极是人工光合作用系统实现太阳能到化学能转化的关键组件。
• 析氧助催化剂：Fe:VOPO₄作为析氧助催化剂，显著加速了水氧化动力学。
• 光电催化水分解：修饰后的光阳极可直接用于PEC水分解，实现高效太阳能驱动制氢。
• 光催化制氢：增强的电荷转移和析氧动力学有助于提高光催化全解水制氢的效率。