Single-crystalline, wormlike hematite photoanodes for efficient solar water splitting.
Single-crystalline, wormlike hematite photoanodes for efficient solar water splitting.
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DOI：
10.1038/srep02681
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发表时间：
2013
影响因子：
4.6
通讯作者：
Lee, Jae Sung
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kim, Jae Young;Magesh, Ganesan;Youn, Duck Hyun;Jang, Ji-Wook;Kubota, Jun;Domen, Kazunari;Lee, Jae Sung
报道了一种赤铁矿光阳极，在模拟1-太阳（100 mW/cm2）照射下，以1.23 V相对于RHE的电化学水氧化电流为4.32 mA/cm2，表现出稳定、破纪录的性能。该光电流相当于带隙为2.1 V的赤铁矿最大理论极限的约34%。光阳极产生的氢气和氧气的化学计量量接近光电流的期望值。通过全溶液法在透明导电氧化玻璃上直接生长的β-FeOOH纳米棒，在550℃和800℃的原位两步退火，产生了独特的单晶“虫状”形貌。此外，通过铂掺杂对其进行改性，改善了赤铁矿的电荷转移特性，并在表面添加了一种出氧共催化剂。
A hematite photoanode showing a stable, record-breaking performance of 4.32 mA/cm2 photoelectrochemical water oxidation current at 1.23 V vs. RHE under simulated 1-sun (100 mW/cm2) irradiation is reported. This photocurrent corresponds to ca. 34% of the maximum theoretical limit expected for hematite with a band gap of 2.1 V. The photoanode produced stoichiometric hydrogen and oxygen gases in amounts close to the expected values from the photocurrent. The hematitle has a unique single-crystalline “wormlike” morphology produced by in-situ two-step annealing at 550°C and 800°C of β-FeOOH nanorods grown directly on a transparent conducting oxide glass via an all-solution method. In addition, it is modified by platinum doping to improve the charge transfer characteristics of hematite and an oxygen-evolving co-catalyst on the surface.
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