Optimizing Charge Separation and Transport: Enhanced Photoelectrochemical Water Splitting in α-Fe2O3/CZTS Nanorod Arrays

捷克先令 纳米棒 分解水 材料科学 纳米技术 电荷(物理) 光电子学 化学工程 化学 光催化 薄膜 物理 工程类 生物化学 量子力学 催化作用
作者
Wen Chen,Ao-Sheng She,Ming-Hao Ji,Hao-Yan Shi,Yang Yang,Yunlong Pu,Rui Chen,Weihua Yang,Yanxin Chen,Can‐Zhong Lu
出处
期刊:Catalysts [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:14 (11): 812-812
标识
DOI:10.3390/catal14110812
摘要

This study explores the enhancement of α-Fe2O3 (hematite) nanorod arrays for photoelec-trochemical applications by constructing a Cu2ZnSnS4 (CZTS) heterojunction. While α-Fe2O3 offers good stability, a low cost, and environmental benefits, its efficiency is limited by slow oxygen evolution kinetics, high carrier recombination rates, and low conductivity. By introducing CZTS, a material with strong light absorption and charge transport properties, we enhance the separation of photogenerated charge carriers, reduce charge transfer resistance, and increase the carrier concentration, thereby boosting the overall photoelectrochemical performance. The experimental results show that a modified FC-15 photoanode achieves a photocurrent density of 3.40 mA/cm2 at 1.60 V vs. RHE, a substantial increase compared to 0.40 mA/cm2 for unmodified α-Fe2O3. Band gap analysis reveals a reduced band gap in the FC-15 material, enhancing light absorption and boosting the photoelectrocatalytic performance. In photoelectrochemical water-splitting tests, the FC-15 photoanode achieves a hydrogen production rate of 41.6 μmol/cm2/h, which is significantly improved over the unmodified sample at 5.64 μmol/cm2/h. These findings indicate that the CZTS/α-Fe2O3 heterojunction effectively promotes charge separation, enhances charge transport, and improves light absorption, substantially increasing photocatalytic efficiency. This heterojunction approach offers new insights and technical strategies for developing photocatalytic materials with potential applications in renewable energy.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
感动的刚完成签到,获得积分20
1秒前
CYD完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
栗栗子发布了新的文献求助10
1秒前
Abner完成签到,获得积分10
1秒前
小丸子发布了新的文献求助10
2秒前
灵犀完成签到,获得积分10
2秒前
李健的小迷弟应助鲸落采纳,获得10
2秒前
zhu发布了新的文献求助10
2秒前
Tuniverse_发布了新的文献求助10
3秒前
机灵若风完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
小韩发布了新的文献求助10
3秒前
bean应助kagami采纳,获得10
4秒前
4秒前
Ygy完成签到,获得积分10
5秒前
时间的过客完成签到,获得积分10
5秒前
车车完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
睿rrrr发布了新的文献求助10
7秒前
完美世界应助念所三旬采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
FashionBoy应助奋斗的小张采纳,获得10
7秒前
等待的幼晴完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
上官若男应助rob采纳,获得10
8秒前
风趣灵珊完成签到,获得积分10
8秒前
汉堡包应助舒心豪英采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
斯文败类应助Vernon采纳,获得10
9秒前
思源应助gkw采纳,获得10
9秒前
林鸽完成签到,获得积分10
9秒前
JamesPei应助栗栗子采纳,获得10
10秒前
kk发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
zstyry9998发布了新的文献求助10
12秒前
丝丝发布了新的文献求助10
12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
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
The Pedagogical Leadership in the Early Years (PLEY) Quality Rating Scale 410
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
Guidelines for Characterization of Gas Turbine Engine Total-Pressure, Planar-Wave, and Total-Temperature Inlet-Flow Distortion 300
Stackable Smart Footwear Rack Using Infrared Sensor 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4604366
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4012767
关于积分的说明 12424858
捐赠科研通 3693390
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2036274
邀请新用户注册赠送积分活动 1069311
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 953835