High-performance Bi2S3/ZnO photoanode enabled by interfacial engineering with oxyanion for efficient photoelectrochemical water oxidation

氧阴离子 光电化学 材料科学 分解水 光电化学电池 纳米技术 化学工程 电化学 化学 光催化 电极 催化作用 生物化学 电解质 工程类 物理化学
作者
Ying‐Chu Chen,Hsiang-Yu Jui,Yichen Feng,Yun-Hsiang Lu,Yu‐Kuei Hsu
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:17 (7): 5996-6005 被引量:3
标识
DOI:10.1007/s12274-024-6653-y
摘要

In the present contribution, we demonstrate that the sluggish kinetics of oxygen evolution reaction (OER) over the bismuth sulfide (Bi2S3) photoanode, which severely restricts its photoelectrochemical activity, is markedly accelerated by employing a sulfate-containing electrolyte. First-principle calculation points to the spontaneous adsorption of sulfate ( $${\rm{S}}{{\rm{O}}_4}^{2 - }$$ ) on Bi2S3 and its capacity of stabilizing the OER intermediates through hydrogen bonding, which is further reinforced by increasing the local density of states near the Fermi level of Bi2S3. Meanwhile, the electron transfer is also promoted to synergistically render the rate-determining step (from O* to OOH*) of OER over Bi2S3 kinetically facile. Last but not least, benefitting from such enhanced OER activity and efficient charge separation resulted from depositing Bi2S3 on the zinc oxide nanorods (ZnO NRs), forming a core–shell heterojunction, its photocurrent density achieves 8.61 mA·cm−2 at 1.23 VRHE, far surpassing those reported for additional Bi2S3-based and several state-of-the-art photoanodes in the literature and further exceeding their theoretical limit. The great promise of the Bi2S3/ZnO NRs is in view of such outperformance, the superior Faradaic yield of oxygen of more than ∼ 80% and the outstanding half-cell applied bias photon-to-current efficiency of ∼ 1% well corroborated.
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
略微妙蛙完成签到 ,获得积分10
1秒前
冰心雪影应助haoyooo采纳,获得10
2秒前
2秒前
科研通AI6.2应助Mojito采纳,获得10
2秒前
碧蓝的灵安完成签到,获得积分10
2秒前
wwwwwwww完成签到,获得积分10
2秒前
孙文远留下了新的社区评论
3秒前
轻松的博完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
nn应助如意闭月采纳,获得10
4秒前
4秒前
搜集达人应助哄哄采纳,获得10
4秒前
麦克尔完成签到,获得积分10
4秒前
kk发布了新的文献求助10
4秒前
dawei完成签到 ,获得积分10
4秒前
wpp完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
何某人完成签到,获得积分10
5秒前
Green完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
慕青应助付品聪采纳,获得10
6秒前
大模型应助HelloFM采纳,获得10
6秒前
Ou完成签到,获得积分10
6秒前
Noob_saibot完成签到,获得积分10
6秒前
秋山落叶完成签到,获得积分10
7秒前
Pan完成签到,获得积分10
7秒前
Luu应助dtcao采纳,获得10
8秒前
开心的皮皮虾完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
杜青发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
大眼睛发布了新的文献求助10
10秒前
曾zxl完成签到,获得积分10
10秒前
代阿飞完成签到,获得积分10
10秒前
精明的雨旋完成签到,获得积分10
11秒前
1111完成签到,获得积分10
11秒前
潇洒的诗桃应助Aurora采纳,获得10
11秒前
afan发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6419898
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8239032
关于积分的说明 17506348
捐赠科研通 5473029
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2891391
邀请新用户注册赠送积分活动 1868142
关于科研通互助平台的介绍 1705336