清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Cobalt-Based Molecular Catalysts Designed for Significantly Enhanced Low-Bias Photoelectrochemical Water Oxidation over BiVO 4

光电流 双功能 催化作用 析氧 材料科学 法拉第效率 光电化学 电解质 化学工程 光化学 分解水 氧化还原 密度泛函理论 分子动力学 化学 光电化学电池 太阳能燃料 离域电子 协同催化 纳米技术 无机化学 电子转移 甲烷厌氧氧化 人工光合作用 动力学
作者
Tahir Naveed Jahangir,Muhammad Ashraf,Safwat Abdel‐Azeim,Sardaraz Khan,Nisar Ullah,Tarek A. Kandiel
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:16 (1): 356-369 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acscatal.5c06139
摘要

The development of molecular oxygen evolution catalysts (OECs) that function efficiently at a low applied potential and can be readily anchored to photoelectrodes is crucial for building bias-free photoelectrochemical (PEC) water-splitting devices. In this work, we designed three robust cobalt-based molecular OECs using distinct organic bifunctional linkers: dipicolyl alanine acid (DPAA), dipicolyl glycine acid (DPGA), and dipicolyl-4-aminobenzoic acid (DABA). These linkers were immobilized onto BiVO 4 photoanodes to coordinate Co 2+ ions. All modified photoanodes exhibited enhanced PEC activity, with Co-DABA/BiVO 4 achieving the highest photocurrent density of 3.45 mA cm –2 at 0.6 V RHE ─representing enhancements of 1.66-, 1.63-, and 8.92-fold over Co-DPAA/BiVO 4, Co-DPGA/BiVO 4, and pristine BiVO 4, respectively. At this potential, Co-DABA/BiVO 4 also attained a Faradaic efficiency of 91% and a turnover frequency (TOF) of 4.54 s –1 . Spectroscopic and photoelectrochemical analyses revealed prolonged hole lifetimes, improved charge separation, and accelerated charge transfer kinetics. The superior performance is attributed to the phenylene group in DABA, which promotes hole transfer and increases the oxidation capability, as supported by DFT calculations. Solid-state simulations confirmed hole localization at Co-DABA, with partial delocalization extending to the BiVO 4 surface, indicating strong electronic coupling that promotes hole transfer from BiVO 4 to the electrolyte across the Co-DABA molecular OEC. The Co-DABA/BiVO 4 demonstrated significant operational stability and a TOF surpassing many of the best-performing Ru- and Co-based molecular OECs, highlighting its strong potential for efficient, scalable solar fuel generation.
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
gucj完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
涛zou完成签到 ,获得积分10
5秒前
7秒前
眼睛大毛衣完成签到,获得积分10
8秒前
胖胖橘完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
Lion完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
林林爱学医完成签到 ,获得积分10
16秒前
史迪仔完成签到 ,获得积分10
18秒前
liyu完成签到 ,获得积分10
18秒前
window1000发布了新的文献求助10
20秒前
飞翔的鸣的应助被科研通管家采纳,获得20
20秒前
Xulyun完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
31秒前
lay完成签到,获得积分10
32秒前
舒适的采波完成签到 ,获得积分10
34秒前
ramsey33完成签到 ,获得积分10
36秒前
孙刚完成签到 ,获得积分10
37秒前
science完成签到 ,获得积分10
38秒前
1437594843完成签到 ,获得积分10
43秒前
漂亮傲云完成签到,获得积分10
46秒前
张博完成签到 ,获得积分10
49秒前
fdpb完成签到,获得积分10
56秒前
郢儿完成签到,获得积分10
57秒前
59秒前
淡然傲儿完成签到,获得积分10
1分钟前
研友_LN32Mn完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
贾贡献的应助被window1000采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
不甜的唐完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
温暖的胜完成签到,获得积分10
1分钟前
Benzhuzhu发布了新的文献求助10
1分钟前
PDJJ完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 900
Ecotourism 400
Analytical Separation Science 300
Civilization and War 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8066230
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9488468
关于积分的说明 21347047
捐赠科研通 7634745
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3397898
关于科研通互助平台的介绍 2527905
邀请新用户注册赠送积分活动 2435768