已入深夜,您辛苦了!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,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Sc2CF2/Janus MoSSe heterostructure: A potential Z-scheme photocatalyst with ultra-high solar-to-hydrogen efficiency

异质结 分解水 杰纳斯 光催化 光催化分解水 材料科学 光电子学 化学 纳米技术 生物化学 催化作用 有机化学
作者
Jiading Bao,Bao Zhu,Fusheng Zhang,Xianping Chen,Haojie Guo,Jian Qiu,Xiaodong Liu,Jiabing Yu
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:46 (80): 39830-39843 被引量:73
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2021.09.220
摘要

Aroused by plant photosynthesis, Z-scheme heterostructures have been considered as a potential photocatalyst for solar-driven water splitting to solve the current energy crisis. Hence, based on first-principles calculations, we predict that Sc2CF2/Janus MoSSe can be used as a Z-scheme heterostructure for efficient photocatalytic water splitting. The research shows that the traditional type-II to direct Z-scheme heterostructure conversion can be realized through different stacking methods of Sc2CF2 and Janus MoSSe. Through the built-in electric field and band bending theory, the transition path of photogenerated carriers is analyzed, which reveals the completely different photocatalytic mechanism of type-II and direct Z-scheme heterostructure. Surprisingly, the direct Z-scheme heterostructure displays a high overpotential of the hydrogen evolution reaction (χH2=1.01 eV) and the oxygen evolution reaction (χO2=1.46 eV) compared with the type II heterostructure. More importantly, the direct Z-scheme heterostructure has an ultra-high solar-to-hydrogen (STH) efficiency (36.1%), which breaks through the limitation of traditional theoretical efficiency and reveals a tremendous prospect of commercial application. Furthermore, the calculation of free energy confirms that the water splitting reaction on the direct Z-scheme heterostructure occur spontaneously under the external potential, but not for type-II heterostructure. Finally, introducing the additional electronic conductor (N-doped graphene) can accelerate the electron (hole) transfer and interlayer carrier recombination, which will further improve the photocatalytic performance of Z-scheme heterostructure. These distinctive features make Sc2CF2/Janus MoSSe heterostructure as promising Z-scheme photocatalyst for 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
科研通AI6.3应助dq采纳,获得10
1秒前
wyh发布了新的文献求助10
1秒前
Han发布了新的文献求助10
1秒前
缥缈之桃完成签到,获得积分10
1秒前
微光熠发布了新的文献求助10
3秒前
希望天下0贩的0应助BTB采纳,获得10
3秒前
呆萌井完成签到,获得积分10
4秒前
能干的人发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
光亮凝阳完成签到,获得积分10
6秒前
Han完成签到,获得积分10
7秒前
青衫完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
12秒前
小G完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
细腻无春完成签到,获得积分10
13秒前
阿木完成签到 ,获得积分10
17秒前
细腻无春发布了新的文献求助10
17秒前
wanci应助能干的人采纳,获得10
17秒前
17秒前
小盈完成签到,获得积分10
18秒前
霸气远锋发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
22秒前
22秒前
23秒前
学术文献互助完成签到,获得积分0
25秒前
罗源发布了新的文献求助10
25秒前
康康发布了新的文献求助10
26秒前
逍遥发布了新的文献求助10
27秒前
自然乐枫发布了新的文献求助10
28秒前
洁净的文涛完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
脱锦涛完成签到 ,获得积分10
30秒前
工水发布了新的文献求助10
35秒前
青云完成签到,获得积分10
36秒前
Lucas应助细腻无春采纳,获得10
38秒前
39秒前
mo完成签到 ,获得积分10
41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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 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 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 7322968
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8938443
关于积分的说明 18951147
捐赠科研通 6980540
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3215186
关于科研通互助平台的介绍 2382554
邀请新用户注册赠送积分活动 2194380