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研究院李教授團隊在《Nano Energy》發表有關光解水論文

    蘇州科技大學材料科學與器件研究院李教授研究團隊一直從事光分解水等新能源領域的研究。近日,以謝佳樂為第一作者,李教授指導并為通訊作者的科學論文,在納米能源領域頂尖期刊《Nano Energy》(期刊影響因子為12.343)上發表。

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    論文題為“Bi-functional Ferroelectric BiFeO3 Passivated BiVO4 Photoanode for Efficient and Stable Solar Water Oxidation”(鏈接:10.1016/j.nanoen.2016.10.048) ,在鐵電性BiFeO3薄層促進BiVO4光陽極光電化學水分解方面取得突破性進展。成功負移BiVO4電極的起始電位400 mV日博体育平台注册,提高了光電流密度4.4倍。同時,BiVO4/BiFeO3復合電極有良好的穩定性日博体育平台注册,其性能還可由外電場調控BiFeO3自發極化方向進一步提高。

    光電化學水分解是一種最具潛力和可靠的光解水技術,其轉換效率高日博体育平台注册、裝置簡單日博体育平台注册、可實現氫氧分離。BiVO4是到目前為止最有希望的三元金屬氧化物光陽極半導體材料,其理論光電流密度可達7.5 mA cm-2;但受限于嚴重的表面電荷復合和緩慢的水氧化動力學過程,實驗上僅可達到理論值的13%。該研究創造性地將在室溫下具有鐵電性質的BiFeO3用作修飾層日博体育平台注册,有效地起到了鈍化和催化兩種功能,可將電荷復合速率降低28倍,電荷轉移效率提高約4倍日博体育平台注册。BiFeO3的自發極化會導致BiVO4和BiFeO3界面能帶結構的重整日博体育平台注册,調節其自發極化方向還可以提高/降低BiVO4/BiFeO3電極的性能,為光電化學水分解提供了一種新穎的調控方式日博体育平台注册。同時,該研究還發現了具有內電場的半導體材料可作為一類新型的光電化學活性材料。


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