閱讀更多文章

可見光響應光陽極基底-電極和電極-溶液界面修飾及電荷傳輸機理

發布日期:2020-08-22 15:09
分享到:
可見光響應光陽極基底-電極和電極-溶液界面修飾及電荷傳輸機理
 
  • 項目簡介及應用領域
本項目(21603225國家自然科學基金青年基金)旨在通過對光陽極的基底-電極、電極-溶液界面進行功能層的組裝,合理構筑復合光陽極體系,提高電極活性和穩定性,并探討光電催化分解水中界面功能層的作用和電荷傳輸機理。 
前期研究了助催化劑(Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 4589)、電解液離子(J. Phys. Chem. B, 2015, 119, 3560)、基底電子傳導層(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 3791)等因素對電極溶液界面、電極-基底界面及光電性能的影響,并發表光電催化分解水研究的Perspective文章(ACS Catal. 2017, 7: 675),系統總結和討論了助催化劑、電解液和界面功能層修飾的重要作用。2018年模擬自然光合系統PSII中的P680、Tryz酪氨酸、CaMn4O5水氧化中心的關鍵功能,將BiVO4光陽極和 Co分子催化劑結合,并引入層狀氫氧化物和氧化石墨烯作為空穴傳輸中間體,復合光陽極顯示出高效、穩定的光電氧化水活性,太陽能至氫能轉化效率高達2%。研究發現Co分子可顯著促進表面水氧化反應動力學,降低過電位,LDH界面層具有空穴儲存層的作用,抑制BiVO4電極光腐蝕,氧化石墨烯可顯著促進LDH/BiVO4和分子催化劑之間的電荷傳輸。該工作表明利用仿生策略和表界面修飾策略構建人工光合系統的可行性,為高效光陽極系統的構建指明新方向(J. Am. Chem. Soc., 2018, 140(9), 3250-3256)。
  • 合作方式
合作開發:與投資方共同合作,通過先進的薄膜材料制備和界面修飾技術,開發高效的可見光響應光電極,用于太陽能光電催化分解水制備氫氣。
  • 投資規模
20萬~100萬