Heterogeneous doping via charge carrier transport improves Photoelectrochemical H2O oxidative H2O2 synthesis
Notice bibliographique
Résumé
Photoelectrochemical (PEC) water splitting into H 2 O 2 and H 2 has attracted significant attention due to its low cost and sustainability. However, slow charge carrier transport and water oxidation kinetics limit the selectivity for H 2 O 2 production and solar conversion efficiency. Herein, we propose a heterogeneous doping approach that combines surface gradient doping with bulk doping to improve the charge carrier transport in the photoelectrode. Inducing gradient Nb and homogeneous Mo doping into BiVO 4 photoanode (G-Nb/Mo:BVO) can promote charge separation and carrier transfer, leading to the high selectivity for H 2 O 2 generation and suppression of O 2 production. Consequently, the heterogeneously doped G-Nb/Mo:BVO photoanode presents an average Faraday efficiency (FE) of over 80% for H 2 O 2 production in a wide potential of 0.6–1.8 V RHE with the maximum FE of 83.7% at 1.2 V RHE under AM 1.5G illumination. More importantly, H 2 O 2 production rate can reach 1.23 μmol min −1 cm −2 at 1.23 V RHE , representing the best H 2 O 2 production rate reported for the photoelectrodes. Density functional theory calculations prove that Mo and Nb co-doping increases the reactivity of BiVO 4 and improves 2e − water oxidation reaction activity and selectivity. This work demonstrates that heterogeneous doping provides a cost-effective strategy to break performance trade-offs by improving charge carrier separation and transport in light absorbers, and modulating the selectivity and activity of water oxidation reaction to generate H 2 O 2 , which can be extended to other photocatalytic reactions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».