范荣磊-沈明荣课题组与雎胜课题组合作在Nano Energy上发表研究论文

近日,我院范荣磊助理研究员(第一作者)、雎胜教授和沈明荣教授(共同通讯作者)合作,在碱性溶液中构建高效稳定的Si光阴极用于太阳能分解水制氢方面取得创新性研究成果。相关工作以澳门太阳赌城集团为第一单位,以“Highly efficient and stable Si photocathode with hierarchical MoS2/Ni3S2 catalyst for solar hydrogen production in alkaline media”为题发表在国际纳米能源领域顶级期刊Nano Energy上。(Nano Energy, 2020, 71, 104631,影响因子:15.548

利用光电化学PEC分解水将间歇性的可再生太阳能转换并存储为氢能被认为是解决当前世界范围内环境危机和能源短缺问题最有前途的方法之一。半导体Si具有低成本、窄带隙、储量丰富以及合适的析氢能带结构等优势,在PEC器件中成为了极具潜力的光阴极材料。但是,由于Si表面在碱性电解质中容易腐蚀且析氢反应动力学缓慢,设计高效稳定的Si光阴极仍然充满挑战。

本项研究通过一种简便的电沉积方法,将MoS2/Ni3S2分层结构作为催化剂层集成到Ni保护的Si光阴极表面,制备了一种高效稳定的太阳能分解水Si光阴极。MoS2/Ni3S2分层结构,不仅提供了丰富的HER活性位点,而且加速了电荷传输、降低VolmerTafel步骤的能量势垒,显著增强了其反应动力学。此外MoS2/Ni3S2的分层结构释放了催化剂层的应力,避免了裂纹的形成。这一发现为在碱性电解质中制备高性能、非贵金属催化剂集成的Si光阴极太阳能分解制氢提供了一种研究思路,并为今后的光催化电极理性设计提供了借鉴。

  文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285520301889

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