系统开展了基于高效半导体异质结和高效电催化剂的研究,通过电催化剂合成方法学的创新,设计了一系列高效非贵金属电催化剂(MoSCl、NiSe、p-CoSe等),极大提高了电催化水分解制氢、释氧的效率;在光电阴极方面,开发了Si纳米柱阵列新型太阳光吸收材料,在此基础上制备了Si/NiCoSe纳米柱"核-壳"结构光阴极,实现了光生电子的高效产生、收集和利用,获得了-37.5 mA/cm(0 V vs RHE)的最高光电释氢电流纪录;在光电阳极方面,通过电沉积等温和方法,利用CoFe-H超薄纳米片修饰BiVO,极大改善了BiVO释氧催化反应动力学,而且有效减少了界面缺陷,释氧反应中光电转化效率接近1%。上述成果不仅提高了光电催化水分解的效率,而且为构建高效半导体-催化剂界面提供了新的策略。
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