Un nuevo estudio dirigido por el Prof. Tianyou Peng (Facultad de Química y Ciencias Moleculares, Universidad de Wuhan) y el Prof. Asociado Peng Zeng (Facultad de Ingeniería Alimentaria y Farmacéutica, Universidad de Zhaoqing) describe cómo un nuevo WO3 El fotoánodo a base de ácido se preparó hidrotermalmente a 160 °C seguido de una calcinación a 500 °C.
Además, el mecanismo de influencia del hidrato de hidracina y del In 3+ -dopaje sobre la microestructura, comportamiento fotoelectroquímico, estructura de bandas electrónicas y función de trabajo de WO3 Se estudió el fotoánodo.
El trabajo se publica en la revista Science China Chemistry. .
Los resultados del experimento muestran que la densidad de fotocorriente y la estabilidad del WO3 nanoestructurado Los fotoánodos están estrechamente relacionados con su microestructura, morfología y estructura de bandas electrónicas, por lo que la introducción de hidrato de hidracina como regulador de textura en la solución de reacción hidrotermal conduce a la formación de capas WO3. película apilada por (020) nanohojas facetadas expuestas con ~300 nm de largo (a lo largo de la dirección [200]) y ~150 nm de ancho (a lo largo de la dirección [002]).
Esto aumenta la superficie específica y los sitios reactivos para promover la transferencia y separación de carga; En 3+ -El dopaje optimiza la estructura de bandas electrónicas de WO3 , lo que da como resultado un potencial de banda plana desplazado negativamente y una función de trabajo reducida para mejorar la fuerza impulsora de los REA.
Comparado con In 3+ iones, la introducción de hidrato de hidracina tiene efectos de mejora más significativos en la densidad de fotocorriente, la eficiencia de conversión de fotón a corriente (ABPE), la eficiencia de conversión de fotón incidente a corriente (IPCE), la durabilidad fotoelectroquímica y la eficiencia de Faraday para O 2 evolución.
Bajo el efecto sinérgico de la modificación del hidrato de hidracina y In 3+ -dopaje, el rendimiento REA de In 3+ -WO3 (N2 H4 ) el fotoánodo se mejoró significativamente.
En condiciones de iluminación solar simulada AM1.5G, Na2 Entonces4 solución y 1,23 V frente a RHE, el In 3+ -WO3 (N2 H4 ) el fotoánodo construido en condiciones optimizadas exhibió un IPCE del 38,6 % (a 410 nm) y una densidad de fotocorriente de 1,93 mA cm -2 , que son 2,8 y 3,0 veces mayores que el WO3 puro. fotoánodo, respectivamente.
Este rendimiento de REA de In 3+ -WO3 (N2 H4 ) es comparable o incluso mejor que la mayoría de los WO3 informados. fotoanodos basados en PEC, lo que indica su potencial de aplicación práctica en la división de agua PEC. Esta investigación proporciona una estrategia prometedora para mejorar el rendimiento PEC OER del WO3 nanoestructurado. fotoánodos alterando su microestructura e introduciendo heteroátomos.
Más información: Peng Zeng et al, Modificación de la arquitectura y dopaje In3+ de fotoanodos WO3 para aumentar el rendimiento de oxidación fotoelectroquímica del agua, Science China Chemistry (2023). DOI:10.1007/s11426-023-1691-1
Proporcionado por Science China Press
