SiC/PtSe2 van der Waals heterostructure: A high-efficiency direct Z-scheme photocatalyst for overall water splitting predicted from first-principles study

异质结 分解水 范德瓦尔斯力 材料科学 光催化分解水 带隙 半导体 化学 光电子学 光催化 化学物理 分子 生物化学 催化作用 有机化学
作者
Jiahui Li,Yan Zhang,Shu-Zhuan Sun,Yong-Sen Yang,Yufei Luo,Li Duan
出处
期刊:Micro and nanostructures 卷期号:195: 207953-207953 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.micrna.2024.207953
摘要

The discovery of effective photocatalytic substances is crucial in reducing energy shortages and ecological contamination. This research involves creating SiC/PtSe2 van der Waals heterostructure with both SiC and PtSe2 monolayers, employing first-principles calculations for comprehensive theoretical analysis of their structural stability, electronic characteristics, optical features, Bader charge, and solar-to-hydrogen (STH) efficiency. Findings indicate that the SiC/PtSe2 heterostructure is a semiconductor with an indirect bandgap of 1.52 eV and a direct Z-scheme charge transfer path, facilitating more efficient segregation of photogenerated electron-hole pairs. The Bader charge indicates that the SiC layer accumulates positive charges and the PtSe2 layer accumulates negative charges, constituting a built-in electric field pointing from the SiC side to the PtSe2 side at the interface region, which can impede the complexation of the photogenerated electron-hole pairs. Furthermore, the SiC/PtSe2 heterostructure exhibits excellent optical absorption properties across both the ultraviolet and visible spectra, coupled with an exceptionally high STH efficiency of 34.7 %, significantly enhancing solar energy utilization. Ultimately, the Gibbs free energy calculations reveal the significant catalytic efficiency of the SiC/PtSe2 heterostructure for redox reactions. Based on these results, the SiC/PtSe2 heterostructure is a direct Z-scheme photocatalyst for overall water splitting.
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
we1完成签到,获得积分20
1秒前
聂青枫完成签到,获得积分10
1秒前
完美世界应助蕾蕾蕾采纳,获得10
1秒前
WSGQT完成签到,获得积分10
2秒前
qwe完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
科研小白完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
dd发布了新的文献求助10
3秒前
gdh完成签到,获得积分10
3秒前
充电宝应助漫漫亦慢慢采纳,获得10
3秒前
4秒前
碧蓝靳发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
枫溪发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Kate发布了新的文献求助10
5秒前
小蘑菇应助踏实志泽采纳,获得10
5秒前
大模型应助JINtian采纳,获得10
5秒前
5秒前
Lucas应助寒冷的泽洋采纳,获得10
6秒前
Ted完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
JamesPei应助dengdengdeng采纳,获得10
6秒前
Owen应助ctttt采纳,获得10
6秒前
文艺的青旋完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
开放思远发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
丘比特应助ddjl采纳,获得10
8秒前
gdh发布了新的文献求助10
9秒前
瑁mao发布了新的文献求助10
9秒前
棠堂完成签到 ,获得积分10
9秒前
我是老大应助serendipity采纳,获得30
9秒前
斯文败类应助英俊001采纳,获得10
9秒前
冰糖葫芦五加皮完成签到,获得积分10
10秒前
LI完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
Lucas应助猪猪hero采纳,获得10
11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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Natural Product Extraction: Principles and Applications 500
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 500
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 5665352
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4876309
关于积分的说明 15113352
捐赠科研通 4824419
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2582766
邀请新用户注册赠送积分活动 1536717
关于科研通互助平台的介绍 1495328