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研究概述

在半導體中，電荷分離和轉(zhuǎn)移的強大驅(qū)動力對于設計用于太陽能轉(zhuǎn)換的有效光電極至關重要。

雖然缺陷工程和偏振對準可以增強這一過程，但它們在光電極內(nèi)的潛在干擾仍不清楚。

2024年10月23日，澳大利亞昆士蘭大學王連洲教授、王志亮研究員在國際頂級期刊Nature Communications發(fā)表題為《Oxygen vacancy induced defect dipoles in BiVO₄?for photoelectrocatalytic partial oxidation of methane》的研究論文。

這項研究表明，釩酸鉍（BiVO₄）中的氧空位會因?qū)ΨQ性破壞而產(chǎn)生缺陷偶極子。修飾的光電極在電荷分離和轉(zhuǎn)移能力與外部電極化之間表現(xiàn)出很強的相關性，在未修飾的樣品中是看不到的。

在-150 V下應用極化可將電荷分離和轉(zhuǎn)移效率提高到90%以上。負載鎳鐵氧化物基助催化劑后，光電極上的光電流密度達到6.3 mA cm^-2。

此外，利用產(chǎn)生的空穴進行甲烷部分氧化可以生產(chǎn)法拉第效率約為6%的甲醇。

這些發(fā)現(xiàn)為將溫室氣體光電催化轉(zhuǎn)化為有價值的化學產(chǎn)品提供了寶貴的見解。

圖文解讀

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圖1：氧空位的形成誘導缺陷偶極子

圖2：缺陷偶極子調(diào)節(jié)PEC性能

圖3：NiFeO_x/EBVO光電極的水氧化性能

圖4：NiFeO_x/EBVO-(-150)光電極上的甲烷部分氧化

文獻信息

Li, X., Wang, Z., Sasani, A.?et al.?Oxygen vacancy induced defect dipoles in BiVO₄?for photoelectrocatalytic partial oxidation of methane.?Nat Commun?15, 9127 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53426-8

原創(chuàng)文章，作者：1263，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/10/26/64be8d432c/

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