Hematita (α-Fe2 O3 ) se considera uno de los materiales más prometedores para la división fotoelectroquímica (PEC) del agua bajo luz solar. Sin embargo, los inconvenientes de una menor eficiencia de transferencia de carga y una cinética lenta de la reacción de evolución de oxígeno (REA) limitan la aplicación práctica de α-Fe2 O3 fotoanodos. Por lo tanto, se han realizado esfuerzos para promover las propiedades PEC del α-Fe2 O3 , como dopaje elemental, modulación de la morfología y construcción de heterouniones.
En un estudio publicado en el Revista Internacional de Energía de Hidrógeno , el grupo de investigación dirigido por el Prof. Lu Canzhong del Instituto Fujian de Investigación sobre la Estructura de la Materia de la Academia de Ciencias de China informó sobre una nueva α-Fe2 O3 Fotoánodo con In2 multicapa O3 /Nanoestructura de Co-Mn para una división fotoelectroquímica eficiente del agua.
Los investigadores sintetizaron α-Fe2 O3 matrices de nanobarras utilizando métodos hidrotermales clásicos, seguidas de una capa de In2 O3 nanocapas recubiertas en el α-Fe2 O3 mediante deposición química húmeda y, finalmente, cubierto con una capa de nanolámina que combina Co(OH)x ultrafino y no cristalino. y Mn3 O4 nanocristales (recubrimiento de nanoláminas de Co-Mn) mediante electrodeposición.
Mediante pruebas de voltamperometría de barrido lineal (LSV), los investigadores descubrieron que la alta densidad de fotocorriente del In2 O3 /Co-Mn modificado α-Fe2 O3 El fotoánodo es 13,8 veces mayor que el α-Fe2 ordinario. O3 materiales. También probaron la eficiencia de la fotocorriente de fotones incidentes (IPCE) y descubrieron que el valor IPCE del prístino α-Fe2 O3 con una longitud de onda de luz incidente de 400 nm es sólo del 9,5 %, y el valor IPCE de In2 O3 /Co-Mn modificado α-Fe2 O3 El fotoánodo es del 57,9 %.
Además, evaluaron el H2 tasa de producción. El In2 O3 /Co-Mn modificado α-Fe2 O3 La producción de fotoánodos alcanzó los 74,10 mmol/cm 2 /h, que fue 13,12 veces mayor que el α-Fe2 O3 fotoánodo.
Los investigadores también revelaron que la carga de In2 O3 Las nanocapas mejoran significativamente la actividad fotoelectroquímica de oxidación del agua del α-Fe2 O3 nanobarras. La heterounión formada por el In2 O3 capa de pasivación y α-Fe2 O3 promueve eficazmente la separación de carga, aumentando la densidad de la fotocorriente.
La carga de recubrimiento de nanohojas de Co-Mn ayuda a mejorar el rendimiento de oxidación del agua del α-Fe2 O3 , y esta estructura multicapa permite la descomposición fotoelectroquímica eficiente del agua de α-Fe2 O3 nanobarras.
Más información: Ming-Hao Ji et al, Un nuevo fotoánodo α-Fe2O3 con nanoestructura multicapa de In2O3/Co-Mn para una división fotoelectroquímica eficiente del agua, Revista Internacional de Energía de Hidrógeno (2023). DOI:10.1016/j.ijhydene.2023.08.061
Información de la revista: Revista Internacional de la Energía del Hidrógeno
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
