AEM：揭示铝掺杂对双LDH异质结及其费米能级对齐水分解电位的影响
学术
2024-12-08 20:19
上海
层状双氢氧化物（LDH）因其堆叠的层和较大的表面积而在电化学水分解应用中极具应用前景。近日，釜山大学Kandasamy Prabakar通过单步原位变形集成CoFe LDH/NiAl LDH异质结构以利用LDH的优势。要点1. 原位拉曼光谱表明，铝（Al）掺杂促进了LDH中高价CoIII/IV-O活性物种浓度的形成，而没有Al掺杂剂的催化剂主要表现出NiII/III-O物种。在掺铝样品中，投影态密度非常接近费米能级位置，这显著增强了电子转移过程。要点2. 莫特-肖特基研究证实，Al40 CoFe30和Al60 CoFe20催化剂都是p型半导体，在施加偏压下表现出明显的氧化还原性能。在正偏压下，Al60 CoFe20经历向下的能带弯曲（积累），并将费米能级对准水氧化电位附近，这促进了析氧反应（OER）。负偏压导致Al40-CoFe30中的向上带弯曲（深度耗尽），并使费米能级在水还原电位附近移动，从而促进氢析出反应（HER）。Nandapriya Manivelan et.al Unveiling the Aluminum Doping Effects of In-Situ Transmogrified Dual-LDH Heterostructure and Its Fermi-Level Alignment to Water Splitting Potentials Adv. Energy Mater. 2024DOI: 10.1002/aenm.202403889https://doi.org/10.1002/aenm.202403889
