Breaking Oxygen Evolution Limits on Metal Chalcogenide Photocatalysts for Visible-Light-Driven Overall Water-Splitting

硫系化合物 分解水 光催化 可见光谱 析氧 催化作用 材料科学 氧气 金属 光化学 纳米技术 化学工程 化学 光电子学 电化学 物理化学 冶金 生物化学 有机化学 电极 工程类
作者
Erling Zhao,Jieqiong Shan,Pengfei Yin,Weiliang Wang,Kun Du,Chueh‐Cheng Yang,Jiaxin Guo,Jing Mao,Zhen Peng,Chia-Hsin Wang,Tao Ling
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (19): 14711-14720 被引量:30
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c04444
摘要

Metal chalcogenides are promising visible-light absorption materials; however, their application in overall water-splitting has long been hampered by the sluggish kinetics of oxygen evolution reaction (OER) and serious photocorrosion. Fundamentally, these critical issues are related to the behavior of photogenerated holes. Here, using ZnSe as a model catalyst, we achieve high-performance overall water-splitting in intrinsic activity and stability by facilitating the utilization of holes in the OER rather than self-corrosion. This is guided by our microkinetic analysis that the kinetic bottleneck of hole-mediated OER on ZnSe is the high reaction barrier and low concentration of holes reaching the photocatalyst surface. Accordingly, we radically modify the conduction characteristic of ZnSe surface layer into p -type to break the above OER bottleneck. The resulting ZnSe photocatalyst exhibits an impressive overall water-splitting performance in pure water with an ideal H 2 /O 2 molar ratio of ∼2 and a solar-to-hydrogen conversion efficiency of 0.1891% without the assistance of any cocatalyst, outperforming ever-reported overall water-splitting of state-of-the-art metal chalcogenides under identical conditions. In addition, due to the greatly promoted OER, the critical photocorrosion issue is successfully suppressed on the engineered ZnSe photocatalyst. This work breaks the long-standing limitations of metal chalcogenides for overall water-splitting.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
lizishu应助现代书雪采纳,获得10
刚刚
1秒前
JamesYang发布了新的文献求助10
1秒前
闪闪的素发布了新的文献求助10
1秒前
852应助宗映波采纳,获得10
1秒前
JamesPei应助12等等采纳,获得10
2秒前
san完成签到,获得积分10
2秒前
ccCherub发布了新的文献求助10
2秒前
优美忆彤发布了新的文献求助10
2秒前
sun完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
权_888发布了新的文献求助10
5秒前
摆哥发布了新的文献求助10
5秒前
JamesYang完成签到,获得积分10
6秒前
landiao完成签到,获得积分10
7秒前
平芜尽处发布了新的文献求助10
7秒前
方东发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
情怀应助562采纳,获得10
9秒前
SciGPT应助胖虎采纳,获得10
9秒前
molihuakai应助大眼睛的亦清采纳,获得10
9秒前
10秒前
cz发布了新的文献求助20
10秒前
111发布了新的文献求助20
11秒前
11秒前
12秒前
王英俊完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
无情依霜完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
我是老大应助cheesy采纳,获得10
13秒前
14秒前
CodeCraft应助小北采纳,获得10
15秒前
宗映波发布了新的文献求助10
15秒前
云杉木发布了新的文献求助10
16秒前
徐徐诱之发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
Owen应助hhh采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
用于植入式医疗器械的馈通设计与实现 400
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
Synfacts Issue 07 · Volume 22 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7138395
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8786854
关于积分的说明 18575559
捐赠科研通 6725940
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3154764
关于科研通互助平台的介绍 2281562
邀请新用户注册赠送积分活动 2129206