内大王蕾/苏毅国Appl. Catal. B.: 保护层起大作用！MoO3层保护的BiVO4用于稳定高效PEC海水分解

利用太阳能从海水中生产氢气，这是对可再生能源转换的具有前景的方法。然而，对于高效光电化学(PEC)海水分解系统，设计稳定的光电极和获得高而稳定的光电流，以及防止海水中半导体的腐蚀具有很大的挑战性。

近日，内蒙古大学王蕾、苏毅国等采用表面双掺杂工程构建了一种具有MoO₃层保护的BiVO₄(MoB/BVO)，以用作天然海水光电解的PEC电极。

研究人员采用阴极恒电位极化法形成了具有混合Mo⁶⁺/Mo⁵⁺氧化态的缺陷MoO₃(MoO_3-x)，同时在BiVO₄表面掺杂Mo和B，这有利于提高表面电导率。

另外，MoO_3-x的高功函数(6.6 eV)和空穴传输特性导致PEC海水系统的太阳能转换效率较为稳定。而未经极化改性的催化剂，掺杂的Mo和B提供了一种钝化剂，可减少表面电荷复合，促进海水快速分解。

在AM 1.5 G辐照下，在1.23 V_RHE下，MoB/BiVO₄光阳极在模拟海水和天然海水系统中表现出类似的光电流密度值(4.30 mA cm^-2)。值得注意的是，在光照下MoB/BiVO₄能够在天然海水中持续运行超过70小时。

密度泛函理论(DFT)计算表明，与在MoB/BVO和BVO上产生O₂相比，Cl₂的析出是一个有利的过程。另外，Mo掺杂对Bi的亲氧性有轻微的改变，而B掺杂后，大大削弱了Bi的亲氧性，使吸附过强的Cl向火山峰移动，即MoB/BVO具有更好的CER性能。

Ultrastable and High-performance Seawater-based Photoelectrolysis System for Solar Hydrogen Generation. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120883

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内大王蕾/苏毅国Appl. Catal. B.: 保护层起大作用！MoO3层保护的BiVO4用于稳定高效PEC海水分解

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