Single-atomic ruthenium coupling with NiFe layered double hydroxide in-situ growth on BiVO₄ photoanode for boosting photoelectrochemical water splitting
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Publikationsdatum
01/2024
Typ der Arbeit
Studiengang
Sammlung
Typ
01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
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Übergeordnetes Werk
Applied Catalysis B: Environmental
Themenheft
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Reihe / Serie
Reihennummer
Jahrgang / Band
340
Ausgabe / Nummer
Seiten / Dauer
123269
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Verlag / Herausgebende Institution
Elsevier
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Zusammenfassung
In the present work, NiFe layered double hydroxide (LDH) supported single Ru atoms in-situ growth on BiVO₄ photoanode (BiVO₄@NiFe-LDHs/Ru) was fabricated to enhance the photoelectrochemical (PEC) water splitting. Ru atoms anchored to NiFe-LDHs via oxygen coordination to form Ru-O-M bonds, which induced electrons rearrangement to improve charge carriers separation and injection. Combining with the synergistic effect of Ru and NiFe-LDHs, BiVO₄@NiFe-LDHs/Ru achieves high photocurrent density of 4.65 mA/cm² at 1.23 V vs. RHE. Besides, Ru atoms induced formation of V⁽⁵⁻ˣ⁾⁺ to stabilize V atoms in the lattice of BiVO4, which avoided V5+ dissolution during PEC water oxidation process. Density functional theory (DFT) calculation indicates that Ru SAs anchored to BiVO₄@NiFe-LDHs decrease the reaction energy barrier of rate-limiting step (*O → *OOH), resulting in acceleration of OER process. This work provides an effective pathway to design high efficient and stable photoanodes with single atoms for feasible PEC water splitting application.
Schlagwörter
Catalysis, Process Chemistry and Technology, General Environmental Science
Fachgebiet (DDC)
600 - Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
Veranstaltung
Startdatum der Ausstellung
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Enddatum der Konferenz
Datum der letzten Prüfung
ISBN
ISSN
0926-3373
Sprache
Englisch
Während FHNW Zugehörigkeit erstellt
Ja
Zukunftsfelder FHNW
Publikationsstatus
Veröffentlicht
Begutachtung
Peer-Review der ganzen Publikation
Open Access-Status
Hybrid
Lizenz
Zitation
SUN, Yunshuyu, Hao LI, Yao HU, Jinnan WANG, Aimin LI und Philippe CORVINI, 2024. Single-atomic ruthenium coupling with NiFe layered double hydroxide in-situ growth on BiVO₄ photoanode for boosting photoelectrochemical water splitting. Applied Catalysis B: Environmental. Januar 2024. Bd. 340, S. 123269. DOI 10.1016/j.apcatb.2023.123269. Verfügbar unter: https://doi.org/10.26041/fhnw-11746