[2013年3月11日]

我组在光电催化分解水的研究取得进展

我组在光电催化分解水的相关研究中,利用助催化剂修饰的BiVO4作为光阳极实现了可见光驱动全分解水,近日发表在Phys. Chem. Chem. Phys.期刊上. (Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 4589-4595)。

光电催化分解水(Photoelectrochemical water splitting)是实现太阳能-化学能转化的一个重要途径。BiVO4 和其它许多半导体材料有很好的可见光吸收能力,但是却因为本身热力学能力不足而不能实现全分解水。本工作通过在BiVO4光阳极表面担载水氧化助催化剂(Co-borate)使得BiVO4的光电响应和稳定性得到明显改善。更重要的是,我们利用CoBi/BiVO4作为光阳极,在一个接近理论最低值的小偏压(低于0.3V vs. Pt)辅助下就实现了水的全分解,而单独的BiVO4电极则需要至少0.6V的偏压。该结果证明利用类似BiVO4这种导带能级不足以产氢的光阳极材料,通过一个趋于热力学最低值的小偏压来实现全分解水的策略的可行性。在这种光阳极vs. Pt体系中,只要通过担载放氧助剂有效地克服水氧化过电位,整个体系的外加偏压就主要是用来克服导带实现质子还原的热力学不足(Bias~ΔE)。

Visible light driven overall water splitting using cocatalyst/BiVO4 photoanode with minimized bias
Chunmei Ding, Jingying Shi, Donge Wang, Zhijun Wang, Nan Wang, Guiji Liu, Fengqiang Xiong, Can Li*
Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 4589-4595.
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/cp/c3cp50295c




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