Evolución de hidrógeno sobre Mo2 C@MAPbI3 . Crédito:Shanghai Key Lab of Chemical Assessment and Sustainability, Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería, Universidad de Tongji
Las perovskitas de haluros han emergido como materiales fotocatalíticos prometedores para H2 -evolución del agua debido a sus excelentes propiedades fotoeléctricas. Sin embargo, la falta de sitios reactivos superficiales adecuados dificulta en gran medida el potencial fotocatalítico de estos fascinantes compuestos. En este trabajo, Mo2 Se han anclado nanopartículas de C sobre yoduro de plomo y metilamonio (MAPbI3 ) como cocatalizador de metales no nobles para promover H2 -Reacciones de evolución.
El equipo publicó su trabajo en mayo. 28 en Avances materiales energéticos .
"La división fotocatalítica del agua se ha considerado como una ruta prometedora para almacenar energía solar como energía de hidrógeno", dijo el autor del artículo Xiaoxiang Xu, profesor del Laboratorio Clave de Evaluación Química y Sostenibilidad de Shanghái, Escuela de Ciencias Químicas e Ingeniería de la Universidad de Tongji. "Actualmente, las perovskitas de haluros han ganado un gran interés como fotocatalizadores para H2 -reacciones de evolución, pero normalmente son deficientes en los sitios reactivos de la superficie donde los fotoportadores no pueden transferirse rápidamente para las reacciones redox de la superficie".
Xu explicó que el entorno extremadamente ácido necesario para estabilizar las perovskitas de haluro en una solución acuosa restringe las opciones de H2 -cocatalizador de evolución que se puede depositar.
"El cocatalizador de metal noble Pt ha sido introducido para promover H2 -reacciones de evolución, pero sigue siendo insatisfactorio, probablemente debido a las malas interfaces de perovskita de Pt/haluro", dijo Xu. "Los cocatalizadores robustos basados en metales no nobles han ganado mucha atención como alternativas a los cocatalizadores de metales nobles".
Sin embargo, sus conexiones con las perovskitas de haluro son generalmente muy débiles, a menudo debido a un desajuste estructural, lo que impide las migraciones rápidas de carga de las perovskitas de haluro a estos cocatalizadores. Según Xu, Mo2 C, un prometedor electrocatalizador de bajo coste para H2 -reacción de evolución, exhibe una excelente actividad electrocatalítica en un amplio rango de pH, por lo que sirve como un cocatalizador candidato potencial para H2 fotocatalítico -evolución.
Mo2 C es uno de los pocos compuestos que son estables en ácidos fuertes, dijo Xu, lo que lo convierte en un excelente cocatalizador alternativo para las perovskitas de haluro que se estabilizan en ácidos fuertes durante las reacciones fotocatalíticas, p. Solución acuosa de HBr y HI.
"Los potenciales Zeta opuestos entre Mo2 C y MAPbI3 garantizar interconexiones firmes entre estos compuestos", dijo Xu. "En este documento, ilustramos investigaciones recientes que aceleran H2 -evolución sobre MAPbI3 con un cocatalizador de metal no noble Mo2 C bajo luz visible".
"Hemos cargado con éxito Mo2 Nanopartículas de C sobre MAPbI3 por un método de ensamblaje electrostático para fabricar Mo2 C@MAPbI3 compuestos", dijo Xu.
"El Mo2 Se encuentra que las nanopartículas de C están ancladas de manera homogénea y firme en la superficie de MAPbI3 ", dijo Xu. "Gracias a las fuertes interconexiones entre Mo2 C y MAPbI3 , Mes2 C@MAPbI3 los compuestos exhiben una actividad fotocatalítica superior para H2 -evolución a partir del agua que supera claramente al MAPbI3 prístino y Pt depositaron MAPbI3 bajo las mismas condiciones de prueba".
"Análisis posteriores sugieren que Mo2 Las nanopartículas de C no solo facilitan la separación de cargas en MAPbI3 pero también acelera sustancialmente la transferencia de carga interfacial para las reacciones de reducción de agua", dijo Xu. "Estos hallazgos justifican el Mo2 C como un cocatalizador de metal no noble eficiente para fotocatalizadores de perovskita de haluro que funcionan en un entorno altamente ácido". + Explore más
