Meso-pore generating P doping for efficient photoelectrochemical water splitting

光电流 赤铁矿 材料科学 分解水 兴奋剂 纳米棒 介孔材料 化学工程 可逆氢电极 退火(玻璃) 光电子学 纳米技术 电化学 光催化 冶金 物理化学 催化作用 电极 化学 工程类 生物化学 参比电极
作者
Ji-Hun Kang,Ki Hyun Yoon,Jae-Eun Lee,Juhyung Park,Sourav Chaule,Ji‐Hyun Jang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:107: 108090-108090 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.108090
摘要

Hematite (Fe2O3) has been widely used as a photoanode in photoelectrochemical water splitting (PEC) for green hydrogen production. Here, for the first time, we investigate how a simple in-situ phosphorus (P) doping strategy improves the overall PEC performance of hematite with a systematic analysis of the various effects on the PEC performance. By introducing enriched FePO4 regions on the Ti-doped FeOOH surface and subsequent high-temperature annealing via P-doping, meso-porous P,Ti co-doped Fe2O3 (P,Ti-Fe2O3) nanorods were fabricated. P,Ti-Fe2O3 exhibited four-fold and two-fold increased BET surface area and electrical active area, respectively, compared to that of Ti-Fe2O3. Benefiting from the nano-structuring and efficient P doping effects [e.g., increased carrier density (Nd=3.48168 ×1020 cm−3), enhanced charge separation (ηbulk= 38.7% and ηsurface= 79.1%), and steeper band bending (Wd=3.910 nm)], the resulting P,Ti-Fe2O3 photoanode exhibited 94% improved photocurrent density of 2.50 mA cm−2 compared to that of Ti-Fe2O3 (@ 1.23 VRHE) under 1 sun illumination. With the deposition of the NiFeOx cocatalyst, the NiFeOx/P,Ti-Fe2O3 photoanode exhibited excellent photocurrent density of 3.54 mA cm−2 (@ 1.23 VRHE) with a remarkable cathodic shift (180 mV) of the onset potential, marking the highest value among P doped hematite studies. This study suggests a new paradigm of P doped hematite with mesopores and gradient doping properties affordable in a cost-efficient way, achieving an excellent PEC water splitting performance.
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
充电宝应助ARXC采纳,获得10
1秒前
3秒前
欢喜的忆彤关注了科研通微信公众号
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
6秒前
wu完成签到,获得积分20
7秒前
Noldor应助张豪杰采纳,获得10
8秒前
8秒前
清茶淡水完成签到,获得积分10
8秒前
纯纯纯纯完成签到,获得积分10
9秒前
武广敏完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
今天你读文献了吗完成签到,获得积分10
12秒前
Daria发布了新的文献求助10
12秒前
小幸运完成签到,获得积分10
13秒前
小梦完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
16秒前
hayk发布了新的文献求助10
16秒前
jasmine发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
天真小甜瓜完成签到,获得积分10
20秒前
无心的蓝完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
pp发布了新的文献求助10
22秒前
xue发布了新的文献求助10
22秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
24秒前
温暖幻桃发布了新的文献求助10
24秒前
wy发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
30秒前
左澄澄完成签到 ,获得积分10
32秒前
xue完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
35秒前
怪味薯片发布了新的文献求助10
36秒前
111发布了新的文献求助10
36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
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
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 3143739
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2795236
关于积分的说明 7813804
捐赠科研通 2451222
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1304353
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627221
版权声明 601400