Evoluzione dell'idrogeno su Mo2 C@MAPbI3 . Credito:Shanghai Key Lab of Chemical Assessment and Sustainability, School of Chemical Science and Engineering, Tongji University
Le perovskiti ad alogenuri stanno emergendo come promettenti materiali fotocatalitici per H2 -evoluzione dall'acqua grazie alle loro eccezionali proprietà fotoelettriche. Tuttavia, la mancanza di siti reattivi di superficie adeguati ostacola notevolmente il potenziale fotocatalitico di questi affascinanti composti. In questo lavoro, Mo2 Le nanoparticelle di C sono state ancorate su ioduro di piombo di metilammonio (MAPbI3 ) come cocatalizzatore di metalli non nobili per promuovere H2 -reazioni evolutive.
Il team ha pubblicato il proprio lavoro a maggio. 28 in Avanzamenti materiali energetici .
"La scissione fotocatalitica dell'acqua è stata considerata un percorso promettente per immagazzinare l'energia solare sotto forma di energia a idrogeno", ha affermato l'autore del documento Xiaoxiang Xu, professore presso lo Shanghai Key Lab of Chemical Assessment and Sustainability, School of Chemical Science and Engineering, Tongji University. "Attualmente, le perovskiti ad alogenuri hanno riscosso grande interesse come fotocatalizzatori per H2 -reazioni di evoluzione, ma sono normalmente carenti nei siti reattivi di superficie in cui i fotocarrier non possono essere prontamente trasferiti per le reazioni redox di superficie."
Xu ha spiegato che l'ambiente estremamente acido necessario per stabilizzare le perovskiti agli alogenuri in una soluzione acquosa limita le scelte di H2 -cocatalizzatore di evoluzione che può essere depositato.
"Il cocatalizzatore di metalli nobili Pt è stato introdotto per promuovere H2 -reazioni evolutive, ma è ancora insoddisfacente probabilmente a causa delle scarse interfacce Pt/alogenuro perovskite", ha detto Xu. "Robusti cocatalizzatori non a base di metalli nobili hanno guadagnato seria attenzione come alternative al cocatalizzatore di metalli nobili".
Tuttavia, le loro connessioni con le perovskiti ad alogenuri sono generalmente molto deboli, spesso a causa del disadattamento strutturale, impedendo così migrazioni veloci di carica dalle perovskiti ad alogenuri a questi cocatalizzatori. Secondo Xu, Mo2 C, un promettente elettrocatalizzatore a basso costo per H2 -reazione di evoluzione, mostra un'eccellente attività elettrocatalitica su un ampio intervallo di pH, fungendo così da potenziale cocatalizzatore candidato per H2 fotocatalitico -evoluzione.
Mo2 Il C è uno dei pochi composti stabili negli acidi forti, ha detto Xu, rendendolo un eccellente cocatalizzatore alternativo per le perovskiti agli alogenuri che sono stabilizzate in acido forte durante le reazioni fotocatalitiche, ad es. Soluzione acquosa di HBr e HI.
"I potenziali Zeta opposti tra Mo2 C e MAPbI3 garantire solide interconnessioni tra questi composti", ha affermato Xu. "In questo documento, abbiamo illustrato una recente ricerca che accelera H2 -evoluzione su MAPbI3 con un cocatalizzatore di metalli non nobili Mo2 C sotto la luce visibile."
"Abbiamo caricato con successo Mo2 nanoparticelle C su MAPbI3 mediante un metodo di assemblaggio elettrostatico per fabbricare Mo2 C@MAPbI3 compositi", ha detto Xu.
"Il Mo2 Si scopre che le nanoparticelle C sono ancorate in modo omogeneo e saldamente alla superficie di MAPbI3 ", ha detto Xu. "Grazie alle forti interconnessioni tra Mo2 C e MAPbI3 , Mo2 C@MAPbI3 i compositi mostrano un'attività fotocatalitica superiore per H2 -evoluzione dell'acqua che supera nettamente l'immacolato MAPbI3 e Pt hanno depositato MAPbI3 nelle stesse condizioni di prova."
"Ulteriori analisi suggeriscono che Mo2 Le nanoparticelle C non solo facilitano la separazione della carica in MAPbI3 ma anche accelerare sostanzialmente il trasferimento di carica interfacciale per reazioni di riduzione dell'acqua", ha affermato Xu. "Questi risultati giustificano il Mo2 C come efficiente cocatalizzatore di metalli non nobili per fotocatalizzatori di perovskite ad alogenuri che funzionano in un ambiente altamente acido." + Esplora ulteriormente
