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光生電荷的大量復(fù)合和緩慢的表面析氧反應(yīng)(OER)動力學(xué)嚴(yán)重阻礙了光電化學(xué)水分解的發(fā)展。

蘇州大學(xué)李亮團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種表面具有Fe-In-S簇的二維Zn₁₀In₁₆S₃₄(ZISZ)有序納米片陣列(ZISZ/Fe)，其能夠用于高效PEC OER。

蘇大李亮Nature子刊: Zn10In16S34中的Fe-In-S簇和梯度能帶促進(jìn)光電化學(xué)OER

作者采用原子層沉積(ALD)技術(shù)將Fe和O原子引入二維Zn₁₀In₁₆S₃₄ (ZISZ)有序納米片陣列，其中在表面上形成Fe -In-S簇，而在ZISZ光陽極的底部形成Zn-O鍵。

Fe-In-S簇大大降低了表面過電位(η)和光生電荷界面復(fù)合，從而通過影響O*和OOH*的形成過程來提高OER動力學(xué)。沿ZISZ截面的元素含量和種類的變化導(dǎo)致光陽極內(nèi)的梯度能級排列，以及均勻有序，沒有無序?qū)樱@促進(jìn)了催化劑體相中的η_sep。

ZISZ/Fe光陽極在1.23 V_RHE和起始電位(V_on，首次測量0.02 mA cm^-2電流密度時(shí)的電位)為0.08 V_RHE時(shí)顯示出大幅增加的光電流(5.35 mA cm^-2)，分別是ZIS和ZISZ的32倍和6.3倍。其性能與其他最新報(bào)道的硫化物相當(dāng)甚至更好。

Atomic layer deposition triggered Fe-In-S cluster and gradient energy band in ZnInS photoanode for improved oxygen evolution reaction. Nature Communications, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-25609-0

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