Interfacial electric field optimization and co-catalyst free LaFeO3-based p-p-type homojunction for efficient PEC water splitting

同质结 催化作用 电场 分解水 材料科学 化学工程 领域(数学) 纳米技术 化学 光电子学 工程类 物理 数学 有机化学 异质结 量子力学 光催化 纯数学
作者
Yanxin Li,Zhichao Hao,Ruikai Wang,Guangyao Wang,Haiyan Li,Can Li,Chenghui Xia,Bohua Dong,Lixin Cao
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:485: 149797-149797 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.149797
摘要

LaFeO3 (LFO), a typical p-type semiconductor, is considered as a promising material for photoelectric conversion because of its flexible composition and structure. However, its severe photogenerated carrier recombination and surface reaction kinetic hysteresis greatly limit its application in photoelectrochemistry (PEC) water splitting. Here, for the first time, a LFO p-p-type homojunction (Cu-LFO/Ni-LFO) formed by Cu-doped LFO and Ni-doped LFO is reported. Experimental investigation and density functional theory (DFT) calculations reveal that Cu and Ni doping forms a built-in electric field directed from Ni-LFO to Cu-LFO, which effectively improves the carrier separation and transport efficiency. The comparable crystal structure at the interface minimizes the photogenerated carrier recombination due to the interface lattice mismatch. In addition, Ni-LFO in contact with the electrolyte served as a co-catalyst like role in this PEC system, improving the kinetic properties of the surface reaction significantly by optimizing the adsorption and desorption of H2O molecules and HER reaction intermediates on the Fe in the active center whilst significantly reducing the energy barrier. As a result, the photocurrent density of the Cu-LFO/Ni-LFO photocathode reaches 5.94 mA cm2, which is 11 times higher than that of Cu-LFO and surpasses all LFO-based photocathodes reported so far. The LFO-based p-p homo-junction synthesized in this work is instructive for improving the carrier separation efficiency and surface reaction kinetics of LFO.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
1秒前
大个应助迷人灰狼采纳,获得10
1秒前
TTT发布了新的文献求助10
1秒前
清秀的大山完成签到,获得积分10
1秒前
清枫完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
FashionBoy应助智商洼地采纳,获得10
2秒前
田様应助谷策采纳,获得10
3秒前
张zz发布了新的文献求助10
4秒前
jzt12138发布了新的文献求助10
5秒前
流氓煎蛋发布了新的文献求助10
5秒前
清枫发布了新的文献求助10
5秒前
newbiology完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
研友_V8RQEZ完成签到 ,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
橘子发布了新的文献求助10
10秒前
已知中的未知完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
温柔的吐司完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
13秒前
14秒前
14秒前
慕青应助JL采纳,获得50
15秒前
xixixi发布了新的文献求助10
15秒前
奋斗碧灵完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
迷人灰狼发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
bin发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Superabsorbent Polymers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5711503
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5204319
关于积分的说明 15264554
捐赠科研通 4863764
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2610925
邀请新用户注册赠送积分活动 1561295
关于科研通互助平台的介绍 1518636