Vätgasutveckling över Mo2 C@MAPbI3 . Kredit:Shanghai Key Lab of Chemical Assessment and Sustainability, School of Chemical Science and Engineering, Tongji University
Halidperovskiter har dykt upp som lovande fotokatalytiska material för H2 -utveckling från vatten på grund av deras enastående fotoelektriska egenskaper. Avsaknaden av lämpliga ytreaktiva platser hindrar emellertid i hög grad den fotokatalytiska potentialen hos dessa fascinerande föreningar. I detta arbete, Mo2 C nanopartiklar har förankrats på metylammoniumblyjodid (MAPbI3 ) som en icke-ädelmetallsamkatalysator för att främja H2 -evolutionsreaktioner.
Teamet publicerade sitt arbete i maj. 28 i Energimaterialframsteg .
"Fotokatalytisk vattenklyvning har ansetts vara en lovande väg att lagra solenergi som väteenergi", säger pappersförfattaren Xiaoxiang Xu, professor vid Shanghai Key Lab of Chemical Assessment and Sustainability, School of Chemical Science and Engineering, Tongji University. "För närvarande har halidperovskiter fått stort intresse som fotokatalysatorer för H2 -evolutionsreaktioner, men de är normalt bristfälliga på ytreaktiva platser där fotobärare inte omedelbart kan överföras för ytredoxreaktioner."
Xu förklarade att den extremt sura miljön som behövs för att stabilisera halogenidperovskiter i en vattenlösning begränsar valen av H2 -evolution cokatalysator som kan deponeras.
"Ädelmetallsamkatalysatorn Pt har introducerats för att främja H2 -evolutionsreaktioner men är fortfarande otillfredsställande förmodligen på grund av de dåliga Pt/halidperovskitgränssnitten," sa Xu. "Robusta icke-ädelmetallbaserade samkatalysatorer har fått stor uppmärksamhet som alternativ till ädelmetallsamkatalysatorer."
Emellertid är deras kopplingar med halogenidperovskiter i allmänhet mycket svaga, ofta på grund av strukturell oöverensstämmelse, vilket förhindrar snabba laddningsmigrationer från halogenidperovskiter till dessa samkatalysatorer. Enligt Xu, Mo2 C, en lovande lågkostnadselektrokatalysator för H2 -evolutionsreaktion, uppvisar utmärkt elektrokatalytisk aktivitet över ett brett pH-område och fungerar därigenom som en potentiell samkatalysatorkandidat för fotokatalytisk H2 -evolution.
Mo2 C är en av få föreningar som är stabila i starka syror, sa Xu, vilket gör den till en utmärkt alternativ samkatalysator för halogenidperovskiter som stabiliseras i stark syra under fotokatalytiska reaktioner, t.ex. HBr och HI vattenlösning.
"De motsatta Zeta-potentialerna mellan Mo2 C och MAPbI3 säkerställa fasta sammankopplingar mellan dessa föreningar," sa Xu. "I den här artikeln illustrerade vi ny forskning som påskyndar H2 -evolution över MAPbI3 med en icke-ädelmetallsamkatalysator Mo2 C under synligt ljus."
"Vi har framgångsrikt laddat Mo2 C nanopartiklar på MAPbI3 genom en elektrostatisk monteringsmetod för att tillverka Mo2 C@MAPbI3 kompositer", sa Xu.
"Mo2 C nanopartiklar har visat sig vara homogent och stadigt förankrade vid ytan av MAPbI3 ", sa Xu. "Tack vare de starka sammankopplingarna mellan Mo2 C och MAPbI3 , Mo2 C@MAPbI3 kompositer uppvisar överlägsen fotokatalytisk aktivitet för H2 -evolution från vatten som klart överträffar orörda MAPbI3 och Pt deponerade MAPbI3 under samma testförhållanden."
"Ytterligare analys tyder på att Mo2 C-nanopartiklar underlättar inte bara laddningsseparering i MAPbI3 men också avsevärt påskynda överföringen av gränssnittsladdning för vattenreduktionsreaktioner," sa Xu. "Dessa fynd motiverar Mo2 C som en effektiv cokatalysator av icke-ädelmetall för halogenidperovskitfotokatalysatorer som fungerar i en mycket sur miljö." + Utforska vidare
