Évolution de l'hydrogène sur Mo2 C@MAPbI3 . Crédit :Shanghai Key Lab of Chemical Assessment and Sustainability, School of Chemical Science and Engineering, Tongji University
Les pérovskites halogénées sont devenues des matériaux photocatalytiques prometteurs pour H2 -évolution à partir de l'eau en raison de leurs propriétés photoélectriques exceptionnelles. Cependant, le manque de sites réactifs de surface appropriés entrave considérablement le potentiel photocatalytique de ces composés fascinants. Dans ce travail, Mo2 Des nanoparticules de C ont été ancrées sur de l'iodure de plomb de méthylammonium (MAPbI3 ) en tant que cocatalyseur de métal non noble pour promouvoir H2 -réactions d'évolution.
L'équipe a publié ses travaux en mai. 28 en Progrès des matériaux énergétiques .
"La séparation photocatalytique de l'eau a été considérée comme une voie prometteuse pour stocker l'énergie solaire sous forme d'énergie hydrogène", a déclaré l'auteur de l'article Xiaoxiang Xu, professeur au Shanghai Key Lab of Chemical Assessment and Sustainability, School of Chemical Science and Engineering, Tongji University. "Actuellement, les pérovskites aux halogénures suscitent un grand intérêt en tant que photocatalyseurs pour H2 -réactions d'évolution, mais ils sont normalement déficients en sites réactifs de surface où les photoporteurs ne peuvent pas être transférés rapidement pour les réactions redox de surface."
Xu a expliqué que l'environnement extrêmement acide nécessaire pour stabiliser les pérovskites halogénées dans une solution aqueuse limite les choix de H2 -cocatalyseur d'évolution pouvant être déposé.
"Le cocatalyseur de métal noble Pt a été introduit pour promouvoir H2 -évolution mais reste insatisfaisant, probablement en raison des mauvaises interfaces Pt/halogénure pérovskite", a déclaré Xu. "Les cocatalyseurs robustes à base de métaux non nobles ont suscité une attention sérieuse en tant qu'alternatives au cocatalyseur en métal noble."
Cependant, leurs connexions avec les pérovskites halogénées sont généralement très faibles, souvent en raison d'une inadéquation structurelle, empêchant ainsi les migrations de charge rapides des pérovskites halogénées vers ces cocatalyseurs. Selon Xu, Mo2 C, un électrocatalyseur low-cost prometteur pour H2 -réaction d'évolution, présente une excellente activité électrocatalytique sur une large plage de pH, servant ainsi de cocatalyseur candidat potentiel pour H2 photocatalytique -évolution.
Mois2 C est l'un des rares composés stables dans les acides forts, a déclaré Xu, ce qui en fait un excellent cocatalyseur alternatif pour les pérovskites halogénures qui sont stabilisées dans les acides forts lors de réactions photocatalytiques, par ex. Solution aqueuse HBr et HI.
"Les potentiels Zeta opposés entre Mo2 C et MAPbI3 assurer des interconnexions solides entre ces composés », a déclaré Xu. « Dans cet article, nous avons illustré des recherches récentes accélérant H2 -évolution sur MAPbI3 avec un cocatalyseur de métal non noble Mo2 C sous lumière visible."
"Nous avons chargé avec succès Mo2 Nanoparticules C sur MAPbI3 par une méthode d'assemblage électrostatique pour fabriquer Mo2 C@MAPbI3 composites », a déclaré Xu.
"Le Mo2 Les nanoparticules de C sont ancrées de manière homogène et solide à la surface de MAPbI3 ", a déclaré Xu. "Grâce aux fortes interconnexions entre Mo2 C et MAPbI3 , mois2 C@MAPbI3 les composites présentent une activité photocatalytique supérieure pour H2 -évolution à partir de l'eau qui dépasse clairement le MAPbI3 vierge et Pt ont déposé MAPbI3 dans les mêmes conditions de test."
"Une analyse plus approfondie suggère que Mo2 Les nanoparticules de C facilitent non seulement la séparation des charges dans MAPbI3 mais accélère également considérablement le transfert de charge interfaciale pour les réactions de réduction de l'eau », a déclaré Xu. « Ces résultats justifient le Mo2 C en tant que cocatalyseur efficace à base de métal non noble pour les photocatalyseurs à base de pérovskite halogénure qui fonctionnent dans un environnement très acide." + Explorer davantage
