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范荣磊-沈明荣课题组与雎胜课题组合作在ACS Energy Letters上发表研究论文

 近日,云顶yd2333备用平台范荣磊助理研究员(共同通讯作者)、雎胜教授和沈明荣教授(共同通讯作者)合作,在构建高效稳定的Si光阴极用于太阳能分解水制氢方面取得创新性研究成果。相关工作的第一作者为2018级博士研究生荀威,以云顶yd2333备用平台为第一单位,以“Activating the MoS2 Basal Plane toward Enhanced Solar Hydrogen Generation via in Situ Photoelectrochemical Control”为题发表在国际能源领域顶级期刊ACS Energy Letters上。(ACS Energy Lett. 2021, 6, 267276,影响因子:19.003

  

利用光电化学PEC分解水将间歇性的可再生太阳能转换并存储为氢能被认为是解决当前世界范围内环境危机和能源短缺问题最有前途的方法之一。半导体Si具有低成本、窄带隙、储量丰富以及合适的析氢能带结构等优势,在PEC器件中成为了极具潜力的光阴极材料。但是,由于Si表面在电解质中容易腐蚀且析氢反应动力学缓慢,设计高效稳定的Si光阴极仍然充满挑战。

发展高性能、廉价、大规模光电催化分解水的催化剂对Si光阴极至关重要,MoS2是一种潜在Pt替代催化剂,但是据报道2H-MoS2中的活性位点分布在边缘位点,导致占据主要组成部分的惰性基面原子没有任何作用。有鉴于此,该文报道了一种简单的方法活化MoS2惰性基面,具体是一种原位光电化学方法,通过LSV扫描活化MoS2,构建基面缺陷。通过实验、计算的结合,验证了MoS2材料中的基面O-Mo-S位点改善了本征活性,同时能改善催化剂的H原子吸附,从而提高HER催化性能。实现了从热力学上改善了HER,提高HER动力学速率,改善本征活性。MoS2修饰的Si光电极在模拟太阳光照射条件中展示了4.9 %的光电效率。本工作为构建无贵金属的高性能太阳能-燃料转化器件提供前景。

  

     文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c02320

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