研究表明如何提高光电极和催化剂的稳定性

研究人员Helmholtz-Zentrum柏林(HZB)是国际合作的一部分，分析了优质钒酸铋(BiVO)的腐蚀过程₄)光电极，采用各种先进的表征方法。

这是首次对高纯度BiVO进行操作稳定性分析₄光电化学析氧反应(OER)中的光电阳极。

本研究揭示了催化剂和光电极的稳定性可以在未来进行比较和改进。

氢是一种多用途燃料，可以在需要时储存和释放化学能。氢可以利用太阳能，以一种气候中性的方法，通过电解水分解成氢和氧。

这可以实现光电化学(PEC)，对于这种方法，必须有经济的光电电极，在光照下提供特定的光电电压，并在水溶液中保持稳定。

光电极的稳定性

然而，主要的障碍是传统的半导体往往在水中腐蚀非常迅速。金属氧化物薄膜要稳定得多，但一段时间后仍然会腐蚀。BiVO₄是最有效的光阳极材料之一。欧洲杯足球竞彩它是一种光电流已经接近理论极限的复合金属氧化物。

然而，目前商业化可行的光电催化裂化过程中最大的障碍是评价和提高光电电极材料的稳定性。欧洲杯足球竞彩

在Roel van de Krol (HZB)教授的带领下，HZB太阳能燃料研究所的一组研究人员，以及来自马克斯·普朗克铁研究所、赫姆霍尔兹埃尔兰根-纽伦堡可再生能源研究所、弗莱堡大学的研究小组，伦敦帝国理工学院采用了几种先进的表征方法来了解高质量BiVO的腐蚀过程₄光电极。

从开始到结束观察流程

到目前为止，我们只能对光电电化学腐蚀前后的光电电极进行检测。这有点像只读一本书的开头和结尾，却不知道所有的人物是怎么死的．

柏林亥姆霍兹中心研究人员艾比·艾哈迈德博士

Ahmet博士与马克斯·普朗克研究所的张思远合作发起了这项研究。

作为克服这个问题的第一步，化学家提供了一系列高纯度的BiVO₄在有规律的光照下，在新建立的带有各种电解质的流池中检查薄膜。

第一次手术稳定性研究

这是高纯度BiVO的首次操作稳定性研究₄光电化学析氧反应(OER)过程中的光阳极。研究人员使用现场通过等离子体质谱(ICPMS)分析，可以确定在光电化学反应中哪些元素从BiVO4光电阳极表面溶解。

稳定数字年代

从这些测量中，我们能够确定一个有用的参数，稳定性数(S)．

柏林亥姆霍兹中心研究人员艾比·艾哈迈德博士

这个稳定性数是由O₂产生的分子和电解质中溶解的金属原子的数量。事实上，这个数字是光电极稳定性的一个精确的可比性度量。如果水分裂的速度很快，光电极的稳定性就会很高₂)，很少有金属原子进入电解液。

这个因素也可以用来建立光电电极在其寿命期间的稳定性变化或评估BiVO稳定性的变化₄在不同ph缓冲硼酸盐，柠檬酸盐(孔洞清除剂)和磷酸盐电解质。

这项研究揭示了催化剂和光电极的稳定性在未来的项目中是如何比较的。研究人员继续合作，目前正在使用这些有价值的方法和见解，以提出切实可行的解决方案，以提高BiVO的稳定性₄光电阳极，并允许他们在长期的实际应用。

期刊引用:

张,S。等．(2020) BiVO的不同光稳定性₄在Near-pH-Neutral电解质．应用能源材料欧洲杯足球竞彩．doi.org/10.1021/acsaem.0c01904．

来源:https://www.helmholtz-berlin.de