EES：通过磷-氧键合的FeNi催化剂实现BiVO4光阳极用于高性能稳定的太阳能水分解

Nanoyu

2022-05-20

太阳能光电化学（PEC）水分解是一种很有前途的太阳能转换技术，但其它实际应用仍受到缓慢的析氧反应动力学的严重阻碍。

近日，中科院兰州化物所毕迎普研究员发现磷氧键结合的FeNi催化剂和BiVO₄光阳极能显著提高PEC水氧化活性和稳定性。

文章要点

1）研究人员采用电化学沉积和煅烧处理的方法首次在掺氟SnO₂(FTO)衬底上制备了纯BiVO₄光阳极。随后，通过溶液沉积和磷化处理相结合的方法，在BiVO₄光阳极表面合理构建了FeNiPO_x催化剂。结果显示，在1.23 V（与可逆氢电极(RHE)相比，AM 1.5G）下，获得了创纪录的6.73 mA cm^-2的光电流密度，并具有出色的长期耐用性。

2）详细的实验和分析结果清楚地表明，P-O界面键的引入导致了FeNi催化剂与BiVO₄光阳极之间的电子密度重新分布和强烈的电子耦合。更具体地说，这种界面特征不仅促进了Bi位向Fe原子的电子转移，显著提高了PEC活性，而且促进了Ni原子向V位的电子注入，稳定了BiVO₄晶格中的V原子，保证了结构的稳定性。

这项工作为设计用于太阳能水分解应用的高效光阳极提供了新的见解。

参考文献

Zhenzhen Zhang, et al, High-performance and stable BiVO₄ photoanodes for solar water splitting via phosphorus-oxygen bonded FeNi catalysts, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D2EE00936F

https://doi.org/10.1039/D2EE00936F