VS2 wrapped Si nanowires as core-shell heterostructure photocathode for highly efficient photoelectrochemical water reduction performance

光电阴极 异质结 光电流 分解水 材料科学 纳米线 电催化剂 光电子学 纳米技术 光催化 化学 电化学 电极 电子 物理 物理化学 生物化学 量子力学 催化作用
作者
S. Gopalakrishnan,G. Paulraj,Mathan K. Eswaran,Avijeet Ray,Nirpendra Singh,K. Jeganathan
出处
期刊:Chemosphere [Elsevier BV]
卷期号:302: 134708-134708 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.chemosphere.2022.134708
摘要

Interfacing an electrocatalyst with photoactive semiconductor surfaces is an emerging strategy to enhance the photocathode performance for the solar water reduction reaction. Herein, a core-shell heterostructure photocathode consisting of vanadium disulfide (VS2) as a 2D layered electrocatalyst directly deposited on silicon nanowire (Si NWs) surface is realized via single-step chemical vapor deposition towards efficient hydrogen evolution under solar irradiation. In an electrochemical study, 2D VS2/Si NWs photocathode exhibits a saturated photocurrent density (17 mA cm-2) with a maximal photoconversion efficiency of 10.8% at -0.53 V vs. RHE in neutral electrolyte condition (pH∼7). Under stimulated irradiation, the heterostructure photocathode produces a hydrogen gas evolution around 23 μmol cm-2 h-1 (at 0 V vs. RHE). Further, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis reveals that the high performance of the core-shell photocathode is associated with the generation of the high density of electron-hole pairs and the separation of photocarriers with an extended lifetime. Density functional theory calculations substantiate that core-shell photocathodes are active at very low Gibbs free energy (ΔGH*) with abundant hydrogen evolution reaction (HER) active sulphur sites. The charge density difference plot with Bader analysis of heterostructure reveals the accumulation of electrons on the sulphur sites via modulating the electronic band structure near the interface. Thus, facilitates the barrier-free charge transport owing to the synergistic effect of Si NWs@2D-VS2 core-shell hybrid photocatalyst for enhanced solar water reduction 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
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
LML完成签到,获得积分20
1秒前
cy发布了新的文献求助10
1秒前
灵巧怜雪完成签到,获得积分10
1秒前
vvvv发布了新的文献求助10
1秒前
小蘑菇的应助被苏白浔采纳,获得10
1秒前
叉叉发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
SciGPT的应助被恰个泡芙采纳,获得10
2秒前
2秒前
wefsef完成签到,获得积分10
2秒前
桐桐的应助被11采纳,获得10
3秒前
慕慕倾发布了新的文献求助30
3秒前
明理冷雁发布了新的文献求助10
4秒前
FashionBoy的应助被ss采纳,获得10
4秒前
Anben发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
6秒前
AFF完成签到,获得积分10
6秒前
大个的应助被啊唔采纳,获得10
6秒前
6秒前
1090发布了新的文献求助10
7秒前
JamesPei的应助被无聊的骁采纳,获得10
7秒前
7秒前
Hello的应助被科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
秋风的应助被科研通管家采纳,获得20
7秒前
Lucas的应助被科研通管家采纳,获得10
7秒前
SciGPT的应助被科研通管家采纳,获得30
8秒前
香蕉觅云的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
开心的紫烟完成签到 ,获得积分10
8秒前
十月的天空完成签到,获得积分10
8秒前
深情安青的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
美丽问旋的应助被科研通管家采纳,获得20
8秒前
8秒前
8秒前
桐桐的应助被cy采纳,获得10
8秒前
香蕉觅云的应助被科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
mu11发布了新的文献求助10
8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
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8088009
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9501279
关于积分的说明 21424723
捐赠科研通 7659445
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403809
关于科研通互助平台的介绍 2532535
邀请新用户注册赠送积分活动 2442235