Une nouvelle étude dirigée par le professeur Tianyou Peng (Collège de chimie et de sciences moléculaires, Université de Wuhan) et le professeur associé Peng Zeng (École de génie alimentaire et pharmaceutique, Université de Zhaoqing) décrit comment un nouveau WO3 La photoanode à base de méthane a été préparée hydrothermiquement à 160°C suivie d'une calcination à 500°C.
De plus, le mécanisme d'influence de l'hydrate d'hydrazine et de l'In 3+ -dopage sur la microstructure, le comportement photoélectrochimique, la structure de bande électronique et le travail de sortie de WO3 la photoanode a été étudiée.
Les travaux sont publiés dans la revue Science China Chemistry .
Les résultats de l'expérience montrent que la densité de photocourant et la stabilité du WO3 nanostructuré photoanode sont étroitement liés à sa microstructure, sa morphologie et sa structure de bande électronique, grâce à quoi l'introduction d'hydrate d'hydrazine comme régulateur de texture dans la solution de réaction hydrothermale conduit à la formation de couches WO3 film empilé par (020) nanofeuilles exposées à facettes d'une longueur d'environ 300 nm (dans la direction [200]) et d'une largeur d'environ 150 nm (dans la direction [002]).
Cela augmente la surface spécifique et les sites réactifs pour favoriser le transfert de charge et la séparation ; Dans 3+ -le dopage optimise la structure de bande électronique de WO3 , ce qui entraîne un potentiel de bande plate décalé négativement et une fonction de travail réduite pour améliorer la force motrice des REL.
Par rapport à In
3+
ions, l'introduction d'hydrate d'hydrazine a des effets d'amélioration plus significatifs sur la densité de photocourant, l'efficacité photon-courant de polarisation appliquée (ABPE), l'efficacité de conversion photon incident-courant (IPCE), la durabilité photoélectrochimique et l'efficacité Faraday pour O
Sous l'effet synergique de la modification de l'hydrate d'hydrazine et de In 3+ -dopage, la performance REL des In 3+ -WO3 (N2 H4 ) la photoanode a été considérablement améliorée.
Dans des conditions d'éclairage solaire simulé AM1.5G, Na2 SO4 solution et 1,23 V par rapport à RHE, le In 3+ -WO3 (N2 H4 ) la photoanode construite dans des conditions optimisées présentait un IPCE de 38,6 % (à 410 nm) et une densité de photocourant de 1,93 mA cm -2 , qui sont 2,8 et 3,0 fois ceux du WO3 pur photoanode, respectivement.
Cette performance REL de In 3+ -WO3 (N2 H4 ) est comparable, voire meilleur, à la plupart des WO3 signalés. -photoanodes à base de photoanodes, indiquant son potentiel d'application pratique dans la division de l'eau PEC. Cette recherche fournit une stratégie prometteuse pour améliorer les performances PEC OER du WO3 nanostructuré. photoanodes en modifiant leur microstructure et en introduisant des hétéroatomes.
Plus d'informations : Peng Zeng et al, Modification de l'architecture et dopage In3+ des photoanodes WO3 pour améliorer les performances d'oxydation photoélectrochimique de l'eau, Science China Chemistry (2023). DOI :10.1007/s11426-023-1691-1
Fourni par Science China Press
