用于光电化学分解水的三维贯通纳米多孔Ta3N5薄膜:厚度调控与稳定性研究(英文)

作者：王强; 张玲霞^*; 李冰^*; 朱鸿民^*; 施剑林

来源：Science China-Materials, 2021, 64(08): 1876-1888.

太阳能光电化学分解水是一种理想的绿色制氢技术,而设计高效、稳定的光阳极是目前面临的最大挑战.考虑到薄膜厚度及其微观结构是影响光阳极性能的关键因素,本文采用恒电流阳极氧化-NH3氮化法制备出厚度精准可控的三维贯通多孔纳米Ta3N5薄膜光阳极.结果表明, Ta3N5厚度为900 nm时具有最高的光电解水性能,这源于其最优的光吸收和电荷分离效率.相比空穴自氧化,高偏压下的电化学氧化会造成更严重的性能衰减. NH3氮化可去除Ta3N5表面氧化层,但仅能部分恢复其性能,而原位负载的Co(OH)x/CoOOH双层助催化剂则显著提高了Ta3N5的光电化学性能及稳定性.本文提出通过厚度调控和表面修饰优化光吸收、空穴转移和电荷分离,为高效、稳定的纳米多孔Ta3N5基光阳极的可控制备提供了新策略.

• 单位
  华东理工大学; 中国科学院大学