第一作者：Zhao Shixuan
通讯作者：王拓教授、巩金龙教授
通讯单位：天津大学
DOI: 10.1038/s41467-024-47389-z.
研究背景
光电化学（PEC）水分解技术能将可持续的太阳能转化为氢气，减少对化石燃料的依赖。然而，海水作为水电解的理想资源，其复杂的盐度却给光电极及整个光电解池的稳定运行带来了障碍。近年来在光催化海水分解技术上取得不错的进展，但PEC海水分解仍面临氯化物氧化、腐蚀等挑战。特别是光阳极的问题更为棘手，需助催化剂或保护层以防腐，目前的设计仍在研究中。虽然已有报道关于盐水电解的进展，但这些保护配置在PEC系统中的光电阳极上的有效性仍需进一步验证。此外，不锈钢作为非贵金属电催化剂显示出潜力，但在PEC系统中作为光电极保护助催化剂的应用仍受限于制备方法和界面问题。基于此，天津大学巩金龙教授团队设计了由不锈钢和二氧化钛（TiO2）组成的双层堆叠的设计和制备，作为硅光阳极的催化和保护层，实现了PEC海水分裂。
文章要点
1、TiO2/SS双层堆栈设计：TiO2保护层能有效防止HJ-Si的ITO层在溅射过程中受到等离子体损伤而产生缺陷，同时不锈钢重构的含铬NiFe氢氧化物作为保护和催化层，显著增强了OER活性并抑制了Cl-的吸附。这种设计策略为半导体光电极中应用的低成本不锈钢开辟了新的途径，提高了PEC海水分解的稳定性和效率。
2、高效稳定的PEC海水分解系统：所制造的光阳极在含氯化物的碱性电解质中实现了长时间的稳定水分解，并且在模拟海水中也展现出了良好的稳定性，为太阳能氢气生产提供了高效且稳定的解决方案。
图文展示
图1.硅基光电阳极的配置
图2. HJ-Si/TiO2/SS的形貌和化学态
图3.硅光阳极的PEC性能
图4.研究Cl-对PEC稳定性的影响
图5. HJ-Si/TiO2/SS-83的PEC性能
由于公众号改版，为防错过更多资源，给我们加个星标吧
说 明：来源丨科学10分钟 ，请在开头注明来源。仅供学习交流分享使用，版权归原作者所有，文章只代表作者本人观点，不代表公众号立场。如有侵权，请联系我们（Hilib oy）删除，感谢支持！也欢迎有兴趣的朋友分享、投稿、申请转载、互开长白。
了解更多信息
↓↓↓欢迎在看和点赞