人工晶体学报

作者：张依擎, 梁俊辉, 范浩阳, 陈达, 陈华予, 黄岳祥, 姚鑫, 秦来顺

单位：1.中国计量大学材料与化学学院,杭州 300018; ；2.河北民族师范学院,承德 067000; ；3.中国计量大学光学与电子科技学院,杭州 300018

关键词：电解水制氢,双功能电催化剂,光伏辅助电催化,太阳能电池,过渡金属磷化物,掺杂,

基金：浙江省省属高校基本科研业务费(2021YW35,2021YW36,2022YW62);浙江省自然科学基金(LQ23E020006);国家自然科学基金(51972294,51872271)

近年来,通过光伏辅助电催化(PV-EC)分解水制备“绿氢”成为实现碳中和目标的关键。然而,普通电解水催化剂不能满足PV-EC系统中较高的太阳能到氢能(STH)转换效率的需求。因此,获取价格低廉、低反应过电势的电催化剂材料极为重要。本文选取具有高价态的过渡金属W作为掺杂源,采用一步电沉积方法制备出NiFeW三元金属磷化物。通过一系列的表征发现,NiFeW磷化物电催化剂表现出优异的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)活性,且作为双功能电催化剂时,在10 mA/cm2电流密度下W掺杂后样品的过电势降低了51 mV。使用NiFeW磷化物作为双功能电催化剂和太阳能电池(a-Si∶H/a-SiGe∶H/a-SiGe∶H)作为驱动源,PV-EC器件实现了超过7%的理论STH转换效率,对推动太阳能分解水制氢装置的实际应用具有重要意义。

来源：2023年第8期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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