Work function-tunable graphene/WO3 heterojunctions for high-performance photoelectrochemical cell: UV-treatment effect and defective graphene

石墨烯 材料科学 异质结 光电流 三氧化钨 工作职能 氧化物 分解水 纳米技术 光电子学 带隙 可逆氢电极 化学工程 电极 光催化 图层(电子) 催化作用 化学 电化学 工作电极 物理化学 生物化学 工程类 冶金
作者
Ayoung Cho,Jin Hong Kim,Sung R. Choi,Jun‐Young Park,Yoon‐Uk Heo,Jin Sik Choi,Taekjib Choi
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:608: 234650-234650 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2024.234650
摘要

Designing hybrid photoelectrodes with graphene capable of efficient charge-carrier transfer and excellent chemical stability is an effective strategy for developing high-performance photoelectrochemical (PEC) cells. However, it remains unclear how the PEC properties are enhanced and how to control the junction properties in graphene/metal oxide heterojunction-based photoelectrodes. Here, we develop a deterministic junction to enhance PEC performance in graphene/tungsten trioxide (WO3)-based photoelectrodes by tuning the work function of graphene. It reveals that the band structure of graphene/WO3 heterojunctions can be modified by ultraviolet (UV) treatment on WO3 thin films. This modification is supported by the observation that a single-layer graphene/UV-treated WO3 photoelectrode exhibits significantly enhanced PEC activities toward the oxygen evolution reaction (OER) (evidenced by features like a threefold increase in photocurrent, an onset potential shift, and improved stability), whereas the single-layer graphene/untreated WO3 electrode demonstrates improved properties for the hydrogen evolution reaction (HER). Additionally, defects in the graphene layer formed during PEC water splitting contribute to high catalytic activities of the graphene/WO3 photoelectrode due to a decrease in the Gibbs free energy for OER and HER. These results emphasize that band structure engineering via work function tuning in graphene/WO3 heterostructures can provide multiple benefits for high PEC performance and long-term stability.
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
xinc完成签到,获得积分10
刚刚
Mikey_Teng发布了新的文献求助10
刚刚
RJ123456完成签到,获得积分10
刚刚
斯文败类应助彩色立辉采纳,获得10
刚刚
1秒前
Eureka完成签到 ,获得积分10
1秒前
ZIVON完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
斯文败类应助幸福五采纳,获得10
1秒前
幻影发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
bob完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI5应助TN采纳,获得10
1秒前
李清杰发布了新的文献求助10
1秒前
lj完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
啦啦啦完成签到,获得积分20
2秒前
天真的雨完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
lcy完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
激情的乌龟完成签到,获得积分10
4秒前
大模型应助苦行僧采纳,获得10
4秒前
兰球完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
ZZZ发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
东邪西毒加任我行完成签到,获得积分10
6秒前
甜美三娘完成签到,获得积分10
6秒前
LZYNG发布了新的文献求助10
6秒前
渡鸦发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
7秒前
yvonnecao完成签到,获得积分10
7秒前
夜半芜凉完成签到,获得积分10
7秒前
eeven完成签到 ,获得积分10
7秒前
西部菱斑响尾蛇完成签到,获得积分10
7秒前
鳗鱼绿蝶发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(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
Hydrothermal Circulation and Seawater Chemistry: Links and Feedbacks 1200
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
Risankizumab Versus Ustekinumab For Patients with Moderate to Severe Crohn's Disease: Results from the Phase 3B SEQUENCE Study 600
Oxford Learner's Pocket Word Skills 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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5150811
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4346573
关于积分的说明 13533545
捐赠科研通 4189288
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2297425
邀请新用户注册赠送积分活动 1297790
关于科研通互助平台的介绍 1242353