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Nano Letters:S-OA處理的InP納米線光陰極用于高效穩定PEC HER

Nano Letters:S-OA處理的InP納米線光陰極用于高效穩定PEC HER

Nano Letters:S-OA處理的InP納米線光陰極用于高效穩定PEC HER

InP具有接近Shockley-Quiesser極限的帶隙和與水還原電位良好的導帶對齊,是用于光電化學(PEC) HER的理想光陰極材料。

澳大利亞國立大學Siva Karuturi、Parvathala Reddy Narangari等通過一種新型的基于Au自組裝納米點掩模策略以及隨后溶解硫的油胺(S-OA)溶液處理,制備出用于高效穩定PEC HER的InP NW。

Nano Letters:S-OA處理的InP納米線光陰極用于高效穩定PEC HER

使用溶解硫的油胺(S-OA)溶液處理時,S原子首先與InP表面上的In或P鍵合。接下來,額外的S原子進一步侵入In或P的內部鍵,形成InPS4。隨后,InPS4溶解在溶液中,呈現新鮮的In原子,其懸空鍵通過S原子結合立即鈍化。

S-OA處理后的InP NWs形成了表面硫化物層,顯著提高了在酸性電解質中抗氧化分解的能力,從而獲得了優異的PEC穩定性。另外,S-OA處理同時去除表面損傷,提升光陰極的PEC性能。

Nano Letters:S-OA處理的InP納米線光陰極用于高效穩定PEC HER

在AM1.5G照射下,在1 M HCl電解質中,起始電位為0.63 VRHE時InP NW光電陰上的光電流密度達到33 mA cm-2,非常接近InP的理論光電流極限~34.5 mA cm-2。另外,InP NW光電陰極具有出色穩定性以及接近100%的法拉第效率。

Surface-tailored InP nanowires via self-assembled Au nanodots for efficient and stable photoelectrochemical hydrogen evolution. Nano Letters, 2021. DOI:10.1021/acs.nanolett.1c02205

Nano Letters:S-OA處理的InP納米線光陰極用于高效穩定PEC HER

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