Rapid Synthesis of Ultrathin Ni:FeOOH with In Situ-Induced Oxygen Vacancies for Enhanced Water Oxidation Activity and Stability of BiVO4 Photoanodes

光电流 材料科学 催化作用 析氧 分解水 化学工程 无定形固体 氧化还原 氧气 电解质 原位 纳米技术 电极 化学 电化学 物理化学 光电子学 光催化 冶金 有机化学 工程类 生物化学
作者
Mayur A. Gaikwad,Uma V. Ghorpade,Umesh P. Suryawanshi,Priyank V. Kumar,Suyoung Jang,Jun Sung Jang,Lan Tran,Jong‐Sook Lee,Hyojung Bae,Seung Wook Shin,Mahesh P. Suryawanshi,Jin Hyeok Kim
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (17): 21123-21133 被引量:20
标识
DOI:10.1021/acsami.3c01877
摘要

The coupling of oxygen evolution reaction (OER) catalysts with photoanodes is a promising strategy for enhancing the photoelectrochemical (PEC) performance by passivating photoanode's surface defect states and facilitating charge transfer at the photoanode/electrolyte interface. However, a serious interface recombination issue caused by poor interface and OER catalysts coating quality often limits further performance improvement of photoanodes. Herein, a rapid Fenton-like reaction method is demonstrated to produce ultrathin amorphous Ni:FeOOH catalysts with in situ-induced oxygen vacancies (Vo) to improve the water oxidation activity and stability of BiVO4 photoanodes. The combined physical characterizations, PEC studies, and density functional theory calculations revealed that the reductive environment in a Fenton-like reaction in situ produces abundant Vo in Ni:FeOOH catalysts, which significantly improves charge separation and charge transfer efficiency of BiVO4 while also offering abundant active sites and a reduced energy barrier for OER. As a result, Ni:FeOOH-Vo catalysts yielded a more than 2-fold increased photocurrent density in the BiVO4 photoanode (from 1.54 to 4.15 mA cm-2 at 1.23 VRHE), accompanied by high stability for 5 h. This work not only highlights the significance of abundant Vo in catalysts but also provides new insights into the rational design and fabrication of efficient and stable solar water-splitting systems.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
迷路芝麻完成签到,获得积分10
刚刚
邱彗星完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
黄沙漠完成签到 ,获得积分10
1秒前
Ava应助孔乾采纳,获得20
1秒前
1秒前
1秒前
xie完成签到,获得积分10
1秒前
二猫发布了新的文献求助100
2秒前
微笑夏瑶完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
bean发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
今后应助Abb采纳,获得10
3秒前
学术乞丐完成签到,获得积分10
3秒前
houfengyun328完成签到,获得积分20
4秒前
田函发布了新的文献求助10
5秒前
能干豆芽完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
ShuY完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
小饼干发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
LIUlin完成签到,获得积分10
7秒前
观zz完成签到,获得积分10
8秒前
花痴的手套完成签到,获得积分10
8秒前
tytrack完成签到,获得积分10
8秒前
沙漏发布了新的文献求助10
9秒前
hhh完成签到,获得积分20
10秒前
黎小静完成签到,获得积分10
10秒前
小菜张发布了新的文献求助10
10秒前
申申来啦发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
xie发布了新的文献求助10
11秒前
百十余完成签到,获得积分10
12秒前
露露完成签到 ,获得积分10
12秒前
zbbbby发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
xy完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134302
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2785212
关于积分的说明 7770748
捐赠科研通 2440808
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1297536
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 624987
版权声明 600792