Сварочные электроды ЛЭЗ-46.00. Описание, характеристики, фото

Сварочные электроды ЛЭЗ-46.00 изготавливаются Лосиноостровским электродным заводом. Отличаются улучшенными характеристиками, позволяющими получить прочный, качественный шов. Электроды для сварки ЛЭЗ-46.00 изготавливаются в соответствии со стандартами ГОСТ 9466-75, 9467-75, техническими условиями предприятия-изготовителя. Соответствуют европейским нормам EN499-Е382RС11.

Конструкция

Конструктивно изделия представляют собой металлический стержень из специальной сварочной проволоки по ГОСТ 2246, покрытый сверху обмазкой по методу опрессовки. Размеры сварочных электродов соответствуют ГОСТ 9466-75. Покрытие электродов — рутил-целлюлозное (РЦ). Толщина покрытия маркирована буквой Д (с толстым покрытием).

Назначение

Изделия применяются и находят все большую популярность для выполнения ручной электродуговой сварки деталей, конструкций из углеродистых сталей.

Могут использоваться во всех положениях электрода, в том числе потолочном и сверху вниз. Применяются для сварки конструкций в которых к качеству шва есть повышенные требования. Сварка проводится переменным током (напряжение холостого хода 50 ±5 В ) или постоянным током.

Ассортимент и характеристики

Сварочные электроды ЛЭЗ-46.00 выпускаются с диаметрами от 2 до 5 мм, что позволяет использовать их для сваривания деталей различной толщины. Метизы диаметром 5 мм не используются для сварки из положения сверху вниз и потолочного. Характеристики плавления электродов, металла шва, состав наплавленного металла указаны в таблице ниже.

Преимущества

При сварке конструкций, деталей с низким содержанием углерода электроды ЛЭЗ-46.00 применяются для изделий общего назначения. К их преимуществам относятся:

• высокая мягкость горения дуги

• малое разбрызгивание

• хорошее самоотделение шлака

• качественное формование шва при любом положении электрода

• легкое повторное зажигание дуги

Благодаря высоким пользовательским характеристикам. сварочные электроды ЛЭЗ-46.00 отлично подходят не только для опытных сварщиков, но и для начинающих. Целесообразна их закупка предприятиями в которых сварочные работы не являются частью производственного процесса, выполняются периодически, а рабочие не являются профессиональными сварщиками. Электроды отлично работают при увеличенных зазорах, диспланации кромок. Малочувствительны к загрязнениям и ржавчине.

Маркировка

Сварочные электроды маркируются с соответствии со стандартами ГОСТ 9466, ГОСТ 9477. Их условное обозначение дает полную информацию о типе, марке, диаметре, других характеристиках и показано ниже:

Э46 — ЛЭЗ-46.00 — Ø — УД

Е — 430(3) — РЦ11

Переменным значением в условном обозначении ЛЭЗ-46.00 является символ Ø — диаметр сварочного электрода.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by

Электроды сварочные Monolith РЦ, 3 мм, 2,5 кг цена

При монтажной сварке возможна работа во всех пространственных положениях без изменения сварочного тока. Сварка вертикальных швов способом «сверху-вниз» производится короткой дугой или опиранием. Не следует допускать затекания шлака впереди дуги. Для этого угол подъема электрода к вертикали должен составлять 40 — 70°. В нижнем положении электрод рекомендуется наклонять в направлении сварки на 20 — 40° от вертикали.

Преимущества:
— Отличаются от аналогичных товаров других производителей уменьшенной величиной выделений и интенсивностью образования сварочного аэрозоля и марганца при сварке металла;
— Отличаются легким начальным и повторным зажиганием, мягким и стабильным горением дуги, обеспечивают малые потери металла от разбрызгивания, равномерное плавление покрытия, отличное формирование металла шва, легкую отделимость шлаковой корки;
— Позволяют выполнять сварку на предельно-низких токах. Для электродов малого диаметра сварка может производиться от источников питания, включаемых в бытовую сеть;
— Легкое обращение с электродами дает возможность выполнять сварку начинающим сварщикам;
— Сварка в труднодоступных местах.

Возможность сгибать электрод без повреждения обмазки;
— Возможно сваривание по окисленным, масляным и окрашенным поверхностям;
— Сварку проводить постоянным током любой полярности (рекомендуется обратной «+» на электроде или переменным током от трансформатора с напряжением холостого хода не менее 50 В).

Используются для широкого применения в промышленности и быту с уменьшенной величиной выделения сварочного аэрозоля. Предназначены для ручной дуговой сварки на постоянном или переменном токе рядовых и ответственных конструкций из низкоуглеродистых марок сталей.

Электроды с рутил-целлюлозным покрытием предназначены для сварки угловых, стыковых, нахлесточных соединений из металла толщиной от 3 до 20 мм.

Электроды Монолит РЦ малочувствительны к качеству подготовки кромок, наличию ржавчины и других поверхностных загрязнений.

Диаметр: 3 мм;
Длина: 350 мм;
Сила сварочного тока: 70 — 110 А;
Вес: 2,5 кг;
Покрытие: рутил-целлюлозное;

Расход электродов на 1 кг наплавленного металла: 1,75 кг.

Вольфрамовый электрод WP 2.4х175мм (зеленый) МТL: характеристики, отзывы, фото, инструкция, цена

Электроды из вольфрама WP, содержит только чистый вольфрам (не менее 99,5%).

Характеристики:
Вольфрамовый электрод WP, предназначен для аргонодуговой сварки TIG при переменном токе Al, Mg и их сплавов, в среде инертного газа. Возможно использование таких металлов для работы, как алюминий и магний, никель.
Вольфрамовый электрод сохраняет свою твердость, даже когда раскален, так как вольфрам самый тугоплавкий из известных металлов. Во время сварки расходуется незначительно: сотые доли грамма на 1 метр сварного шва. Из-за ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец электрода из чистого вольфрама формируют в виде шарика.

Согласно международным стандартам все электроды на основе вольфрама имеют специальную маркировку, показывающую тип и состав. Первая буква в списке – «W», т.е. вольфрам. Вторая обозначает оксид элемента, который используется в качестве легирующей добавки. Среди легирующих оксидов используются:

оксид церия, обозначается буквой «С»;
оксид циркония, обозначается на маркировке буквой «Z»;
оксид лантана – буквой «L»;
оксид тория – «Т»;
чистый вольфрам, который не имеет никаких легирующих добавок, на маркировке обозначается буквой «Р».

После второй буквы идет цифра, которая показывает процент вещества, добавляемого при легировании. Цифра 20 показывает, что в состав входит 2% легирующего вещества. Через дефис прописывается второе число – это длина, которая выражается в миллиметрах. Чаще всего используется длина в 175 мм, но встречаются и значения в 50, 75 и 150 мм. Диаметр вольфрамовые электроды могут иметь различный, на 1, 1.6, 2, 2.4, 3, 3.2, 4, 4.8, 5.6, 6.4 мм.

Применение:
Электроды без содержания легирующих добавок (присадок). Главная область применения данной марки вольфрамовых электродов – сварка на переменном токе (AC) алюминиевых сплавов с превосходной стабильностью дуги. Электроды марки WP не подходят для сварки на постоянном токе (DC). Цвет маркировки – зеленый.

Всегда в наличии Электроды

ООО «Сфера-М» предлагает. В наличии и на заказ.

Электроды

Всегда в наличии электроды марок МР3-С, УОНИ 13/55, ЦЛ-11.
А также вы можете заказать у нас электроды таких марок, как: ОЗС-4, ОЗС-12, АНО-4, АНО-21, АНО-36, ОЗЛ-7, графитированные электроды, для высоколегированных сталей, для наплавки, для сварки труб для теплоустойчивых сталей, по чугуну электроды сварочные.

Электроды сварочны МР3 используются при сварке наиболее важных конструкций, которые выполняются из низколегированных и углеродистых сталей (с содержанием углерода до 0,25%), чей временной разрыв может составлять до 500 МПа. Этот выбор обосновывается тем, что данный вид электрода способен обеспечивать непрерывность дуги во время процесса сварки, а, следовательно, и равномерность шва (не говоря уже и о его прочности). Они применяются в агрегатах переменного, а также постоянного тока.

Сварку электродами сварочными МР3 можно произвести в любом пространственном положении. Исключением является вертикальная сварка на постоянном или переменном токе (в данном случае должна иметь место полярность). На данных электродах находится рутилово-основное покрытие. Допускается сварка по окислительной поверхности или удлиненной дуги.

Свойства, которыми обладают электроды сварочные МР3:

• допускают возможность сварки ржавого, влажного или плохо очищенного от разных загрязнений металла;
• имеют достаточно высокую производительность процесса сварки.

Сварка конструкций больших и средних толщин происходит в нижнем положении при повышенных режимах. При этом электроды МР3 наклонены в сторону направления сварки.

Электроды сварочные МР-3С аналог ОК 46.00.Ручная дуговая сварка сплавов с содержанием углерода до 0.25%. Диаметр электродов МР3: 2; 2,5; 3; 4; 5.

Электроды УОНИ — предназначаются для сварки особо ответственных конструкций, выполненных из низколегированных или углеродистых сталей. Представленный вид электродов может гарантировать повышенную пластичность и ударную вязкость швов — основные требования, которые зачастую предъявляют при сварке конструкций. Электроды УОНИ рекомендуются при осуществлении сварки конструкций, предназначенных для работы при низких температурах (температура может опускаться до -40С).

Род тока электродов: постоянный обратной полярности, для всех положений кроме «сверху вниз»

Электроды уони (электроды для сварки), в отличие от электродов МР3, позволяют производить сварку в любом пространственном положении на постоянном токе (полярность при такой сварке будет обратной). Диаметр электродов УОНИ 13/55:3, 4, 5.

Электроды марки ЦЛ-11 предназначены для ручной дуговой сварки ответственных изделий из коррозионностойких хромоникелевых сталей марок: 12×18Н10Т, 12×18Н9Т, 08×18Н12Б, 08×18Н12Т и им подобных, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к межкристаллитнойкоррозии.

Род тока электродов: сварка во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз, постоянным током обратной полярности. Диаметр электродов ЦЛ11: 2, 3, 4,5.

Купить сварочные электроды по выгодным ценам, Вам может предоставить такую возможность —

ООО «Сфера-М».

Новый материал для электромобилей и гибкой электроники создали в России

https://ria.ru/20211209/sgu-1762792416.html

Новый материал для электромобилей и гибкой электроники создали в России

Новый материал для электромобилей и гибкой электроники создали в России — РИА Новости, 09.12.2021

Новый материал для электромобилей и гибкой электроники создали в России

Углеродный наноматериал с уникальными электрическими свойствами разработали ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета… РИА Новости, 09.12.2021

2021-12-09T07:00

2021-12-09T07:00

2021-12-09T07:00

наука

технологии

навигатор абитуриента

университетская наука

саратовский национальный исследовательский государственный университет имени н. г. чернышевского

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/151137/09/1511370969_0:230:2823:1818_1920x0_80_0_0_9ffb9d44975dc52838212f3764bde89b.jpg

МОСКВА, 9 дек — РИА Новости. Углеродный наноматериал с уникальными электрическими свойствами разработали ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского (СГУ). По их словам, материал позволит серьезно ускорить зарядку и продлить время работы электромобилей и другой техники, а также ляжет в основу гибкой носимой электроники. Результаты опубликованы в журнале Membranes. Традиционные материалы электродов, по словам ученых, из-за своей жесткости и внутренней хрупкости не подходят для решения многих актуальных задач наноэлектроники, например, для создания суперконденсаторов повышенной емкости или для разработки гибких и растяжимых электронных устройств, прикрепляемых к коже.Наиболее перспективная альтернатива, по словам специалистов, — многослойные гибриды на основе графена и углеродных нанотрубок. Эти материалы отличаются структурной гибкостью, высокой электропроводностью, химической и термической стабильностью, а также простотой модификации и легкостью изготовления, рассказали ученые СГУ.Специалисты университета впервые в мире нашли структурную конфигурацию гибрида, которая не только обеспечивает высокую электропроводность и электроемкость, но и позволяет сохранить функциональные свойства материала при деформации.Благодаря этим свойствам новый гибрид станет оптимальным материалом для гибких электродов суперконденсаторов нового поколения, объяснили ученые СГУ. По их словам, заменив графитные электроды, используемые сегодня, на наногибридные, можно продлить срок службы устройств, серьезно увеличить емкость и снизить время зарядки аккумуляторов.“Суперконденсаторы на основе нашего материала в перспективе, например, позволят электромобилям двигаться на одном аккумуляторе в несколько раз дольше, а процедура зарядки будет занимать не несколько часов, а, скорее, несколько минут. Даже на текущей стадии исследований очевидно, что наш материал способен ускорить зарядку минимум вдвое”, — отметила Глухова. В дальнейшем ученые планируют более детально исследовать влияние разных типов деформации на электрические свойства гибридов.

https://ria.ru/20210930/miet-1752327715.html

https://ria.ru/20211018/sfu-1754972217.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/151137/09/1511370969_47:0:2778:2048_1920x0_80_0_0_2f4c485dc359044e2784d8a6b64402ce.jpg

РИА Новости

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

технологии, навигатор абитуриента, университетская наука, саратовский национальный исследовательский государственный университет имени н.г. чернышевского

МОСКВА, 9 дек — РИА Новости. Углеродный наноматериал с уникальными электрическими свойствами разработали ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского (СГУ). По их словам, материал позволит серьезно ускорить зарядку и продлить время работы электромобилей и другой техники, а также ляжет в основу гибкой носимой электроники. Результаты опубликованы в журнале Membranes.

Традиционные материалы электродов, по словам ученых, из-за своей жесткости и внутренней хрупкости не подходят для решения многих актуальных задач наноэлектроники, например, для создания суперконденсаторов повышенной емкости или для разработки гибких и растяжимых электронных устройств, прикрепляемых к коже.

30 сентября, 09:00НаукаТрансформация материи. Ученые рассказали о технологии атомарной «сварки»

Наиболее перспективная альтернатива, по словам специалистов, — многослойные гибриды на основе графена и углеродных нанотрубок. Эти материалы отличаются структурной гибкостью, высокой электропроводностью, химической и термической стабильностью, а также простотой модификации и легкостью изготовления, рассказали ученые СГУ.

Специалисты университета впервые в мире нашли структурную конфигурацию гибрида, которая не только обеспечивает высокую электропроводность и электроемкость, но и позволяет сохранить функциональные свойства материала при деформации.

Мы установили, что ширина графеновой наноленты и величина сдвига графеновых пластин ключевым образом определяют электрохимические свойства гибрида. При осевом растяжении сопротивление и другие существенные электрические характеристики нашего материала сохраняются.

Ольга Глухова

заведующая кафедрой радиотехники и электродинамики СГУ

Благодаря этим свойствам новый гибрид станет оптимальным материалом для гибких электродов суперконденсаторов нового поколения, объяснили ученые СГУ. По их словам, заменив графитные электроды, используемые сегодня, на наногибридные, можно продлить срок службы устройств, серьезно увеличить емкость и снизить время зарядки аккумуляторов.

“Суперконденсаторы на основе нашего материала в перспективе, например, позволят электромобилям двигаться на одном аккумуляторе в несколько раз дольше, а процедура зарядки будет занимать не несколько часов, а, скорее, несколько минут. Даже на текущей стадии исследований очевидно, что наш материал способен ускорить зарядку минимум вдвое”, — отметила Глухова.

В дальнейшем ученые планируют более детально исследовать влияние разных типов деформации на электрические свойства гибридов.

18 октября, 09:25НаукаУченые создали универсальное вещество-основу для сенсоров широкого профиля

он сделает любой компьютер суперумным

Оказалось, что 24 транзистора из германия заменяют 160 кремниевых. Таким образом увеличивается скорость работы и энергоэффективность устройств.

Ученые из Венского технического университета разработали транзистор, который позволит создать компьютеры нового поколения. Об этом пишет сайт Science Daily.

ФОКУС в Google Новостях.

Подпишись — и всегда будь в курсе событий.

Традиционные кремниевые микросхемы, использующиеся в большинстве современных гаджетов, состоят из электронных компонентов, постоянно выполняющих одни и те же задачи. Новые же транзисторы способны переключаться между разными типами логических функций, что открывает возможности для искусственного интеллекта, нейросетей, алгоритмов машинного обучения, логика которых предлагает больше двух значений (0 и 1).

Австрийские инженеры решили использовать вместо кремния германий, и получили «самый гибкий транзистор в мире». Особые свойства этого вещества помогли сделать прототип компонента с небывалыми характеристиками — оказалось, что дополнительный управляющий электрод может в корне изменить структуру компьютеров.

Транзистор — это маленький элемент электронного устройства, который либо пропускает ток, либо блокирует его в зависимости от напряжения на управляющем электроде. Благодаря этим двум состояниям и работают простые логические схемы и память. Перемещение заряда зависит от материала: электроны свободно и обеспечивают отрицательный заряд или же «отрываются» от атомов — так появляются положительные «дыры», которые могут перемещаться.

В дополнение к обычному управляющему вентилю (красный) устройство имеет программный вентиль (синий) [+–]

Германий имеет особую электронную структуру: при появлении напряжения, оно сначала увеличивается, но после определенного порога начинает снижаться — это называется отрицательным дифференциальным сопротивлением. В германиевом транзисторе электроны и «дыры» управляются одновременно. Изобретатели соединили два электрода сверхтонкой проволокой из германия через высококачественные и чистые интерфейсы. Поверх этого разместили обычный электрод затвора, а также еще один дополнительный.

«Наш транзистор оснащен дополнительным управляющим электродом, который размещен на интерфейсах между германием и металлом. Он может динамически программировать функцию транзистора», — объяснил доктор Масиар Систани. — «С помощью управляющего электрода мы можем регулировать порог напряжения. Это дает возможность придать транзистору именно те свойства, которые нам нужны в данный момент».

Профессор Вальтер Вебер добавил, что обычно вычислительные возможности электроники зависят от количества транзисторов, каждый из которых имеет примитивные функции. Двадцать четыре транзистора из германия заменяют 160 кремниевых. Таким образом увеличивается скорость работы и энергоэффективность устройств. Некоторые детали еще нуждаются в доработке, однако команда все равно считает свое изобретение «решающим прорывом» в электронике.

Исследователи отмечают, что новые транзисторы будут особенно полезны для систем искусственного интеллекта. Человеческий мозг работает благодаря динамически изменяющимся цепям между нервными клетками. Адаптивные транзисторы позволят целенаправленно изменять схемы процессоров прямо на кристалле.

«Мы не хотим полностью заменять хорошо зарекомендовавшую себя технологию транзисторов на основе кремния нашим новым транзистором, это было бы самонадеянностью. Новая технология, скорее всего, будет включена в компьютерные микросхемы в качестве надстройки в будущем. Для некоторых приложений будет просто удобнее и эффективнее полагаться на адаптивные транзисторы», — заключил Масиар Систани.

Ранее писали о создании оптического процессора в 100 раз мощнее графических чипов. Устройство передает данные с помощью света, а потому сокращает задержки до максимума и практически не нагревается.

Ученые нашли способ, как реанимировать «мертвые» батареи и улучшить их работу на 30%

Со временем частицы лития сильно замедляются и не «дотягиваются» до электродов. В будущем открытие позволит реже заряжать электрокары и мобильные устройства.

Инженеры из США придумали способ, как продлить срок службы литий-ионных батарей на 30% и повысить их производительность. Свое исследование они опубликовали в журнале Nature.

Читайте лучшие материалы раздела на странице «Фокус. Диджитал» в Facebook

В работающем аккумуляторе ионы лития с каждым циклом разрядки-зарядки перемещаются между двумя электродами, но некоторые частицы не могут пробиться сквозь электролит и теряют электрохимические свойства. Со временем внутри появляются неактивные сгустки лития, из-за чего производительность накопителя энергии постепенно снижается.

Как выяснила команда из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США и Стэндфордского университета, частицы лития можно снова «пробудить», если правильно настроить процесс зарядки. Такая технология может не только улучшить современные батареи, но открыть конструкции с большей плотностью энергии для будущих поколений. К примеру, электромобили смогут дольше ездить без перезарядки, а смартфоны станут более автономными.

«Я всегда считал изолированный литий некачественным, поскольку он приводит к разложению аккумуляторов и даже возгоранию. Но мы обнаружили, что можно повторно соединить этот «мертвый» литий с отрицательным электродом, чтобы реактивировать его», — цитирует руководителя исследования профессора И Цуя издание New Atlas.

Физики предположили, что неактивные частицы лития можно вернуть к жизни, если прицельно направить на них напряжение. Чтобы проверить эти подозрения, они собрали «оптическую» батарею — специальное тестовое устройство, которое позволило наблюдать за изолированными сгустками в реальном времени во время зарядки. Как выяснилось в ходе эксперимента, на самом деле они не были полностью «мертвыми», а очень медленно перемещались к одному электроду во время зарядки и другому — при разрядке.

«Это похоже на очень медленного червя, который выбрасывает голову вперед и подтягивает хвост, чтобы двигаться нанометр за нанометром. В этом случае он перемещается, растворяясь на одном конце и перемещая материал на другой конец. Если мы сможем поддерживать движение литиевого червяка, он в конечном итоге коснется анода (одного из двух электродов) и восстановит электрическое соединение», — рассказал И Цуй.

Эксперименты с другими батареями и компьютерное моделирование доказали, что активность лития увеличивается при большей силе тока. Поэтому ученые добавили стадию быстрой разрядки с сильным током сразу после завершения зарядки — в итоге сгусток преодолел нужное расстояние и достиг анода.

Ученые также отмечают, что изолированность лития представляет собой большую проблему для создания литий-металлических батарей следующего поколения, которые способны удерживать до 10 раз больше энергии, но весьма нестабильны. Внедрение новой технологии может помочь устранить этот недостаток.

Ранее в Сингапуре разработали гибкие батареи на основе бумаги, которые быстро разлагаются после использования. Во время экспериментов прототип размером 4 на 4 см и толщиной 0,4 мм заставил маленький вентилятор работать в течении 45 минут.

Писали также о получении новой формы графена, которая сделает батареи дешевыми и долговечными. Нанопластинки с функциональными гранями хорошо проводят ток и легко производятся.

Фотоэлектрод — обзор | Темы ScienceDirect

11.2 Беспроводные фотоэлектрохимические ячейки (PEC)

Первый PEC состоял из электрически соединенных фотоэлектрода TiO ₂ и Pt-электрода, погруженных в водные ячейки [11]. Облучение фотоэлектрода УФ-излучением приводило к возбуждению запрещенной зоны и переносу электронов от TiO ₂ к Pt через медную проволоку (прикрепленную к TiO ₂ , распыляемому In с помощью пасты Ag). Электрохимический потенциал на Pt-электроде был очень близок к потенциалу полуреакции восстановления протона. Без перенапряжения, вызывающего реакцию, выделение H ₂ было низким. Добавление восстанавливаемых частиц, таких как O ₂ или Fe ³⁺ , в водную ячейку Pt привело к более высокому току и квантовому выходу ~ 10%. Между тем, на фотоэлектроде TiO ₂ перенос электрона от воды на заполнение электронных вакансий привел к выделению кислорода. Термодинамически благоприятная реакция протекала очень медленно, и поверхность TiO ₂ является плохим катализатором для переноса электронов от воды.

Fujishima-Honda PEC был знаковым экспериментом, и потребовалось много работы для улучшения концепции. Устройство было способно собирать только УФ-фотоны, поэтому большую часть солнечного спектра нельзя было использовать. Потенциал на краю зоны проводимости фотоэлектрода не уменьшался в достаточной степени для термодинамически благоприятной эволюции H ₂ . Скорость переноса электронов от воды к TiO ₂ была очень низкой. В устройстве использован дефицитный элемент Pt. Кроме того, структура фотоэлектрода TiO ₂ не была оптимизирована для уменьшения рекомбинации.

Позже лаборатория профессора Гратцеля разработала коллоидные катализаторы для фотохимического электролиза воды. Коллоиды рутения (диаметр ~ 28 нм), стабилизированные поливиниловым спиртом, диспергировали в кислом водном растворе с ионом церия (Ce ⁴⁺ ). Было высказано предположение, что в таких условиях слой оксида рутения (IV) формируется на поверхности коллоидных частиц и катализирует окисление воды [12]. Ион церия был жертвенным окислителем в реакции, катализируемой RuO ₂ .Было показано, что коллоидные частицы платины выделяют H ₂ из водного раствора, содержащего метилвиологен.

В более поздней работе сообщалось о коллоидном фотокатализаторе, который состоял из TiO ₂ , легированного Ru (IV), с адсорбированными частицами Pt и сенсибилизатором Ru (bpy) 32+ [13]. Уровень легирования Ru (IV) (как RuO ₂ ) составлял 0,1%, что предположительно привело к распределению Ru (IV) внутри частицы и на поверхности. Частицы TiO ₂ представляют собой анатаз диаметром ∼47 нм.Неясно, был ли Ru (IV) изолирован или домены RuO ₂ могли образовываться в системе. Частицы TiO ₂ , легированные Ru (IV), добавляли к дисперсии коллоидной платины и обрабатывали ультразвуком в течение нескольких минут. Коллоидные частицы Pt / RuO ₂ –TiO ₂ подвергались УФ-облучению. Наблюдалась эволюция H ₂ и O ₂ в ожидаемой стехиометрии. УФ-фотоны вызвали возбуждение запрещенной зоны полупроводника с последующим переносом электрона из зоны проводимости TiO ₂ на Pt и от Ru (IV) в валентную зону TiO ₂ .Домен Pt катализирует выделение H ₂ , тогда как сильно окисленные центры Ru катализируют выделение O ₂ . Реакцию полностью подавляли с помощью отсекающего фильтра 400 нм. Фотокатализ в видимом свете был продемонстрирован в присутствии сенсибилизатора и электронного реле, производных Ru (bpy) 32+ и метилвиологена соответственно. При установленном фильтре отсечки облучение лампой Хе приводило к расщеплению воды с квантовым выходом H ₂ около 5%. Более поздние исследования, в которых катализатор Pt / RuO ₂ –TiO ₂ был получен путем облучения водного коллоидного (20 нм) TiO ₂ в присутствии RuO ₄ и H ₂ PtCl ₆ , показали высокая активность по расщеплению воды при запрещенном возбуждении; однако квантовый выход 5% при облучении видимым светом в присутствии сенсибилизатора и электронного реле больше никогда не совпадал [14].Что еще более важно, был продемонстрирован механизм катализатора Pt / RuO ₂ –TiO ₂ в присутствии Ru (bpy) 32+ и метилвиологена (MV ²⁺ ). Реле MV ²⁺ принимает электрон от возбужденного сенсибилизатора, а затем передает его в зону проводимости Pt или TiO ₂ . Окисленные частицы Ru (bpy) 32+ оказались селективным акцептором электронов для RuO ₂ .

В обзоре солнечных катализаторов H ₂ «микрогетерогенные системы», такие как катализатор Pt / RuO ₂ –TiO ₂ , могут оказаться нежизнеспособными из-за нескольких проблем [15].Потенциально катализатор Pt / RuO ₂ –TiO ₂ может быть улучшен, если абсолютно Pt, RuO ₂ и сенсибилизатор будут присоединены к TiO ₂ . Кроме того, размер и форма частиц полупроводника и катализатора могут быть выбраны для оптимизации переноса электронов. Квантовое ограничение в полупроводниковых нанокристаллах приводит к разделению зоны проводимости и валентной зоны. Потенциалы на краю зоны в зависимости от размера частиц могут быть эффективно выбраны для обеспечения оптимального перенапряжения.Форма или кристаллическая фаза TiO ₂ также может оказаться важными переменными в конструкции фотокатализатора. Точно так же размер и форма каталитических центров могут быть оптимизированы, особенно если реакции электронного переноса являются структурно-чувствительными [16]. Присоединение каталитических доменов к полупроводниковой частице должно обеспечивать быстрый перенос электронов для катализа. Ориентация сенсибилизатора должна быть организована или заранее организована так, чтобы минимизировать барьер для переноса электронов (на TiO ₂ или на RuO ₂ ).По сути, необходимо выявить узкие места для переноса электронов и изменить систему, чтобы их преодолеть. Наконец, может потребоваться иерархическая предварительная организация катализатора внутри реакторной системы для получения отдельных потоков H ₂ и O ₂ .

Со времени этих ранних исследований многие неорганические материалы были оценены как катализаторы фотохимического расщепления воды [17]. Катализаторы включают широкий спектр полупроводников в сочетании с металлами.Полупроводники в основном сделаны из материалов с избытком земли; однако металлы обычно являются редкими и дорогими металлами платиновой группы. Новые материалы должны включать в себя материалы с большим содержанием земли, которые катализируют выделение H ₂ и O ₂ [18]. Кроме того, следует оптимизировать морфологию полупроводников, чтобы уменьшить рекомбинацию носителей заряда.

Совсем недавно лаборатория Nocera анонсировала беспроводной фотоэлектрохимический элемент или «искусственный лист» [19]. Устройство состоит из коммерческого солнечного элемента из аморфного кремния с тройным переходом, соединенного с обильными на Земле катализаторами окисления воды и восстановления протонов.Катализатор окисления воды — один из нового поколения живых пленок неорганических катализаторов, которые состоят из фосфата кобальта (II) [20] или бората никеля (II) [21], которые включают в себя распространенные на земле переходные металлы первого ряда, которые могут циклически проходить через несколько циклов. степени окисления и буферы из полипротонной кислоты с большим содержанием земли. Эти две особенности имеют решающее значение для реакций переноса электронов, связанных с протонами. Активный катализатор представляет собой свежеосажденную пленку, которая расходуется и регенерируется во время катализа, что обеспечивает длительный срок службы без потери активности. Катализатор выделения водорода представляет собой сплав Ni – Mo – Zn, нанесенный на основу из нержавеющей стали кремниевого элемента с тройным переходом. Сплав Ni – Mo – Zn — это инновационный материал, в состав которого входят металлы с большим содержанием земли, в отличие от традиционного и дорогого катализатора — платины. Дизайн потенциально может быть адаптирован для коллоидных наночастиц, по сути, создавая «искусственные водоросли» [22].

Идея искусственных водорослей может быть близка к реализации из-за невероятных достижений в области синтеза наноструктурированных материалов.Синтез четко определенных, почти монодисперсных нанокристаллов основан на идеях зарождения и роста [23], фокусировке размера [24] и использовании стабилизаторов поверхности и других переменных реакции для точного контроля пассивации граней и направления роста [25]. . Синтез нанокристаллов быстро развился, так что стало возможным проектировать синтез желаемых материалов. В частности, в области наноструктурированных каталитических материалов на основе солнечного топлива могут появиться два важных шага: синтез анизотропных полупроводниковых нанокристаллов (наностержней, нанопроволок) и синтез полидоменных наноструктурированных материалов.

Высококачественные фотоэлектроды III-V для разделения солнечной воды за счет синергетической структуры и стехиометрии

Изготовление поверхностно-ориентированного GaInP

₂ фотокатодов

В качестве активного материала для фотокатодов в солнечном электролизе воды, p-типа (легированный Zn , 2 × 10 ¹⁷ см ⁻³ ) GaInP ₂ толщиной 2,5 мкм был выращен на подложке (100) GaAs методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений при атмосферном давлении (MOVPE) ^5,24 .На рисунке 1а схематически показаны процедуры изготовления фотокатодов GaInP ₂ с индивидуальной поверхностью. Процесс начинается с удаления оксида из выращенного GaInP ₂ p-типа в разбавленном NH ₄ OH и травителе хрома с последующим погружением в водный раствор нитрата серебра (AgNO ₃ ) и плавиковой кислоты ( ВЧ). Катионы серебра в растворе восстанавливаются химическим способом с образованием наночастиц серебра, которые могут служить твердой маской при последовательном сухом травлении GaInP ₂ , где размер и плотность наночастиц серебра можно легко контролировать, регулируя концентрацию прекурсоров и / или или время нанесения ^25,26 . Затем было проведено реактивное ионное травление с индуктивно связанной плазмой (ICP RIE) с использованием газовой смеси BCl ₃ / N ₂ для формирования конических наностолбиков GaInP ₂ , с последующим удалением остаточного серебра влажным методом. химический травитель. После формирования нанопористой морфологии была проведена химическая пассивация наноструктурированной поверхности (дополнительный рис. 1). Поверхность «черного» GaInP ₂ пропитывалась водным раствором сульфида аммония ((NH ₄ ) ₂ S) с последующим термическим отжигом на воздухе для определения стехиометрии поверхности, устойчивой к коррозии.В последующем обсуждении этот двухэтапный процесс, состоящий из (NH ₄ ) ₂ S-пассивации и термического отжига, называется (NH ₄ ) ₂ S-обработкой, если не указаны дополнительные спецификации. На рисунке 1b показано изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), типичной наноструктуры GaInP ₂ после сухого травления (но без (NH ₄ ) ₂ S-обработки). Диаметр наностолбиков постепенно уменьшался от основания к вершине, тем самым создавая градиентный показатель преломления для подавления отражения от передней поверхности ^26,27 .Поверхностный GaInP ₂ был затем электрически соединен с медным проводом на металлическом контакте на задней стороне образца и инкапсулирован термически отвержденной эпоксидной смолой, чтобы получить полнофункциональные фотокатоды, готовые для запуска полуреакции выделения водорода при расщеплении солнечной воды. ²⁸ .

Рис. 1

Схематическое изображение, морфологические и оптические свойства поверхностно-ориентированных фотокатодов GaInP ₂ . a Схематическое изображение процедур изготовления специализированных фотокатодов GaInP ₂ черного цвета с заданной поверхностью. b Изображение с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) наноструктурированных фотокатодов GaInP ₂ p-типа после сухого травления и до (NH ₄ ) ₂ S-обработки (масштабная линейка: 500 нм). На верхней вставке показано СЭМ-изображение наночастиц серебра, осажденных химическим способом на GaInP ₂ в качестве маски для сухого травления (масштабная шкала: 1 мкм). На нижней вставке показаны фотографические изображения полностью функциональных голых (обозначенных как «Bare») и наноструктурированных (обозначенных как «NS») фотокатодов GaInP ₂ , установленных на предметном стекле с эпоксидной инкапсуляцией (шкала: 5 мм), где черный Поверхность наноструктурированного GaInP ₂ явно проявляется в отличие от блестящей поверхности голого GaInP ₂ . c Глубина травления наноструктурированного GaInP ₂ (еще без (NH ₄ ) ₂ S-обработки), измеренная по изображениям поперечного сечения СЭМ (вставка) при времени травления 1, 2, 3 и 4 мин (шкала: 300 нм). Планки погрешностей представляют собой диапазон значений, полученных в результате трех отдельных измерений ( n = 3). d Соответствующие спектры полного (т. е. зеркального и диффузного) отражения наноструктурированного GaInP ₂ , измеренные на спектрофотометре, снабженном интегрирующей сферой, при угле падения 8 °.Расчетные (пунктирная линия) спектры отражения, полученные с помощью численного оптического моделирования на основе FDTD, хорошо согласуются с экспериментальными (сплошная линия) спектрами. e Расчетные спектры поглощения наноструктурированного GaInP ₂ в воде с использованием численной модели, установленной в d . На вставке показано соответствующее интегральное поглощение солнечного потока ( S_abs )

Оптические свойства черного GaInP

₂ фотокатодов

Эффективное попадание солнечного света в полупроводниковый фотоэлектрод является одним из ключевых преимуществ указанного черного GaInP ₂ ^{23 , 26} .Средняя высота наноструктуры GaInP ₂ , измеренная из поперечных сечений СЭМ-изображений (рис. 1c), составляла приблизительно ~ 60, ~ 320, ~ 450 и ~ 550 нм для времени травления 1, 2, 3 и 4 мин. , соответственно. В целом высота наностолбиков увеличивалась со временем сухого травления, в то время как скорость увеличения уменьшалась через 2 мин в настоящих условиях эксперимента. На рисунке 1d показано соответствующее полное (то есть сумма диффузного и зеркального) отражения наноструктурированного GaInP ₂ при падении в воздух, близком к нормальному (θ = 8 °).Суженные наностолбы сильно подавляли коэффициент отражения передней поверхности в широком диапазоне длин волн из-за улучшенного согласования импеданса, возникающего из-за постепенно меняющегося показателя преломления ^26,29,30 . Коэффициент отражения при 500 нм снизился с ~ 33% для чистого GaInP ₂ до менее ~ 1% для наноструктурированных (3-минутных) образцов (дополнительный рис. 2). Измеренная отражательная способность (сплошная линия) количественно согласована с расчетными спектрами (пунктирная линия), полученными в результате трехмерного полноволнового численного оптического моделирования на основе метода конечных разностей во временной области (FDTD, Lumerical ^TM ) (дополнительный рис. {678 {\ mathrm {nm}}} \ frac {\ lambda} {{hc}} I_ {1.5 {\ mathrm {G}}} (\ lambda) {\ mathrm {d}} \ lambda}} \ times 100 $

(1)

, где h , c , A (λ) и I _1,5G (λ) — постоянная Планка, скорость света, расчетное поглощение и стандартная солнечная освещенность (AM 1,5 G ; ASTM G-173) соответственно ^11,29 . S _abs черного GaInP ₂ в воде составляет ~ 92% (для 3-минутного протравленного образца), что значительно выше, чем максимальное поглощение (~ 72%) голого (т.е.е., без наностолбиков) GaInP ₂ в воде и может быть напрямую переведен на повышение эффективности электрода. Эти измененные по плотности морфологии и спектры отражения GaInP ₂ , подвергнутого сухому травлению, также сохранились после обработки (NH ₄ ) ₂ S (дополнительный рисунок 4).

Характеристики ФЭП черных фотокатодов GaInP

₂ в HER

Характеристики ФЭП черных фотокатодов GaInP ₂ в реакции выделения водорода (HER) были исследованы в трехэлектродной конфигурации при моделировании AM1. Солнечное освещение 5G (1000 Вт · м ^-2 ), где Pt и Ag / AgCl использовались в качестве противоэлектродов и электродов сравнения, соответственно, с водным раствором серной кислоты (0,5 MH ₂ SO ₄ ) в качестве электролита (дополнительный рис. 5) ¹¹ . Все образцы были измерены без (NH ₄ ) ₂ S-обработки. На рис. 2а показаны кривые плотности тока ( J ) -потенциала ( E ) наноструктурированных фотокатодов GaInP ₂ , приготовленных при разном времени травления, полученные с помощью линейной вольтамперометрии с разверткой от -0.+ / H_2))}} {{P _ {{\ mathrm {in}}}}} \ times 100, $$

(2)

, где J _max и E _max — плотность тока и потенциал электрода в точке максимальной мощности, E (H ⁺ / H ₂ ) — это термодинамический потенциал HER, а P _в — плотность мощности смоделированного солнечного освещения AM1. 5G ^11,32 .Хотя эта диагностическая эффективность при трехэлектродной конфигурации не полностью отражает эффективность реакции солнечного водородного преобразования (STH) в общих реакциях расщепления воды, она используется здесь в качестве показателя для количественного сравнения характеристик электродов ³² . Как показано в дополнительной таблице 1, начальный потенциал ( V _начало ) всех наноструктурированных фотокатодов GaInP ₂ анодно (т. Е. Положительно вдоль оси x ) смещен по сравнению с голым GaInP ₂ из-за уменьшение локальной плотности тока, связанное с увеличенной площадью поверхности и соответствующее уменьшение перенапряжения ^10,23 .Хотя темновой ток также увеличивается с увеличением площади поверхности, кинетическое преимущество пониженной локальной плотности тока доминирует в компромиссе уменьшенного напряжения наноструктурированной поверхности с большим темновым током. Следовательно, в наноструктурированных образцах значительно улучшились как коэффициент заполнения, так и эффективность. С другой стороны, плотность тока насыщения ( J _sat ) немного увеличилась для образца, протравленного в течение 1 мин, по сравнению с GaInP ₂ без покрытия из-за подавленных потерь на отражение, но стала меньше при увеличении времени травления.Это наблюдение указывает на высокую степень поверхностной рекомбинации фотогенерированных носителей, вызванной плазменными кристаллическими дефектами и окислением на наноструктурированной поверхности, что подтверждается сильным ослаблением стационарной фотолюминесценции (ФЛ) с сухим травленым GaInP ₂ ( Рис. 2b, Дополнительный Рис. 7). Исследования с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) также подтверждают этот анализ. На рис. 2c пики Ga 2p _5/2 с энергиями связи 1118,0 и 1116,7 эВ, наблюдаемые на голом GaInP ₂ , соответствуют состояниям окисления 3+ для Ga ₂ O ₃ и GaInP ₂ , соответственно.Примечательно, что интегральная площадь пика Ga – O, отражающая относительное количество связи Ga – O, значительно увеличилась после сухого травления, что свидетельствует о включении атомов кислорода на протравленную поверхность GaInP ₂ и возникновении дефектных состояний в пределах запрещенная зона, которая может действовать как центры безызлучательной рекомбинации носителей ^33,34 . При аналогичном происхождении относительное количество пиков P – O (In – O) увеличивалось по сравнению с пиками P – Ga (In – P) после формирования наностолбиков сухим травлением (рис.2d, дополнительный рис. 8).

Рис. 2

Фотоэлектрохимические характеристики наноструктурированных фотокатодов GaInP ₂ для HER. a Типичные кривые J – E голых и наноструктурированных фотокатодов GaInP ₂ , управляющих реакцией выделения водорода (HER), измеренные при моделировании солнечного освещения AM1,5 G (1000 Вт / м ² ). Все образцы были измерены без (NH ₄ ) ₂ S-обработки. b Соответствующие спектры стационарной фотолюминесценции (ФЛ) голых и наноструктурированных фотокатодов GaInP ₂ . c РФЭС-спектры Ga 2p _3/2 для чистого и наноструктурированного GaInP ₂ . Измеренные спектры (черная линия) количественно совпадают с подобранными спектрами (зеленая пунктирная линия), состоящими из деконволютированных пиков Ga – O (синяя линия) и Ga – P (красная линия). d XPS-спектры P 2p _1/2 и 2p _3/2 для чистого и наноструктурированного GaInP ₂ . Соответствующие спектры были деконволютированы, чтобы разрешить пики P – Ga (красная линия) и P – O (синяя линия).

Влияние (NH

₄ ) ₂ S-обработки на производительность PEC

Чтобы в полной мере использовать преимущества черный GaInP ₂ в поглощении света, поэтому важно решить проблему повышенной рекомбинации носителей, связанной с окислением поверхности, вызванным травлением, а также защитить морфологию нанопористых частиц от коррозии.Для этого мы пропитали наноструктурированный GaInP ₂ в разбавленном растворе сульфида аммония ((NH ₄ ) ₂ S) с последующим термическим отжигом на воздухе (250 ° C в течение 1 ч, дополнительный рис. ) ^35,36 . На рисунке 3a показаны кривые J – E для 4-минутных протравленных фотокатодов GaInP ₂ до и после S-обработки (NH ₄ ) ₂ S, построенные с данными для чистого GaInP ₂ в качестве эталона. Для образцов до пассивации серой плотность тока насыщения (~ 10.9 мА см (^–2 ) наноструктурированного GaInP ₂ было меньше, чем (~ 13,3 мА см ^–2 ) чистого GaInP ₂ , из-за описанной выше безызлучательной рекомбинации носителей. Напротив, J _{насыщал} наноструктурированного GaInP ₂ , после (NH ₄ ) ₂ S-обработки в течение 3 и 5 минут восстановился до ~ 14,4 и ~ 15,2 мА · см ⁻² соответственно, что привело к значительному повышению диагностической эффективности ( η _катод ) более чем на 100% (относительно) по сравнению с необработанными образцами (дополнительная таблица 2).Такое большое увеличение J _sat также сопровождалось частичным восстановлением интенсивностей ФЛ (дополнительный рис. 9), а также уменьшением площадей Ga – O-связанных, P – O-связанных и In – O. связанных пиков в XPS-спектрах (рис. 3b, c, дополнительный рис. 10), предполагая, что замещение атомов кислорода серой на поверхности наноструктурированного GaInP ₂ и соответствующее уменьшение дефектных состояний, связанных с оксидом, эффективно снижает степень поверхностной рекомбинации и, таким образом, восстановили эффективность переноса заряда на каталитической границе ^35,37 . Наряду с (NH ₄ ) ₂ S-обработкой, характеристики поверхности GaInP ₂ могут быть дополнительно улучшены за счет дополнительного нанесения материалов с высокой каталитической активностью (т. Е. Сокатализатора) на поверхность электрода, например в качестве благородных металлов или молекулярных катализаторов. В настоящем исследовании тонкий (~ 10–30 нм, дополнительный рис. 11) слой аморфного дисульфида молибдена (MoS ₂ ) был фотохимически нанесен на наноструктурированный и (NH ₄ ) ₂ S-обработанный GaInP. ₂ в качестве сокатализатора HER (дополнительные рис.12 и 13). Как и ожидалось, сокатализатор MoS ₂ заметно улучшил каталитические характеристики поверхностно-ориентированного GaInP ₂ в HER с большим увеличением как потенциала начала действия, так и фактора заполнения, что привело к значительному увеличению эффективности на ~ 20%. раз по сравнению с неизолированным электродом (дополнительная таблица 3).

Рис. 3

Фотоэлектрохимические характеристики наноструктурированных и (NH ₄ ) ₂ S-обработанных фотокатодов GaInP ₂ для HER. a Типичные кривые JE голых и наноструктурированных GaInP ₂ фотокатодов для HER после (NH ₄ ) ₂ S-обработки в течение 3 и 5 минут, измеренные при моделировании солнечного освещения AM1,5 G ( 1000 Вт / м ² ). XPS-спектры b Ga 2p _3/2 и c P 2p _1/2 и 2P _3/2 для наноструктурированного GaInP ₂ до и после (NH ₄ ) ₂ S-обработка (15 мин)

Электрохимическая стабильность поверхностно-ориентированного GaInP

₂

Долговременное сохранение внутренних свойств материалов и каталитических характеристик полупроводниковых фотоэлектродов является одним из наиболее важных требований для их практического применения в солнечной воде. .Тем не менее полупроводники соединений AIIIBV, включая GaInP ₂ , страдают внутренней термодинамической нестабильностью и быстро корродируют в широком диапазоне pH под действием потенциалов реакций расщепления воды, что приводит к быстрому ухудшению функциональности электродов с непрактично коротким сроком службы ^{6 , 14,15,38} . В этом отношении описанная стратегия подгонки поверхности обеспечивает потенциальный путь к значительному увеличению долговечности фотоэлектродов III – V. На рисунке 4a, b показана зависимость плотности тока фотокатодов GaInP ₂ от времени для различных конфигураций материалов, включая GaInP ₂ без покрытия (т.е.например, с нетравленой и необработанной поверхностью), чистый GaInP ₂ , нанесенный с сокатализатором MoS ₂ (еще без (NH ₄ ) ₂ S-обработки), наноструктурированный GaInP ₂ с (NH ₄ ) ₂ S (еще без MoS ₂ -осаждения) и наноструктурированного GaInP ₂ с MoS ₂ -осаждения (но без (NH ₄ ) ₂ S-обработки), измерено при потенциале электрода 0 В (относительно RHE) в кислотном электролите (0. 5 M H ₂ SO ₄ ) при моделировании солнечного освещения AM1,5 G. Сухое травление и (NH ₄ ) ₂ S-обработка проводились в течение 4 и 15 минут соответственно. При краткосрочных измерениях (т.е. до ~ 60 мин, рис. 4a) все испытанные образцы показали почти постоянную плотность тока, за исключением GaInP ₂ без покрытия, где быстрое разрушение J с неизолированными электродами (черные данные) объясняется катодным сдвигом кривой JE , возникающим из-за образования поверхностного оксида в воде, который постепенно выходит на плато из-за самоограничивающегося характера влажного окисления ²⁸ .Электрод без покрытия, осажденный MoS ₂ (красные данные), показал сравнительно стабильную работу из-за временного предотвращения окисления поверхности слоем MoS ₂ . Примечательно, что наноструктурированный GaInP ₂ после S-обработки (NH ₄ ) ₂ (синие данные) оставался стабильным даже без использования дополнительных защитных материалов. Как показано на рис.4b. Плотность тока наноструктурированного GaInP ₂ с (NH ₄ ) ₂ S-обработкой (синие данные) поддерживалась почти неизменной ( ΔJ <~ 2%) в течение ~ 124 часов, после чего измерения были прекращены. без наблюдения за ухудшением характеристик электрода. Также примечательно, что начальный потенциал непрерывно улучшался во время теста на стабильность (дополнительные рисунки 14–16), что может быть связано с несколькими факторами, включая активацию каталитических центров сульфурированного GaInP ₂ , а также повышенное фотонапряжение и заряд. эффективность переноса, все происходит с удалением оксидов и / или углеродсодержащих частиц, которые нестабильны в HER (дополнительное примечание 1, дополнительные рис.17 и 18). Напротив, неизолированные электроды как с (красные данные), так и без MoS ₂ (черные данные) быстро деградировали на ранней стадии (<3 ч) измерения. В случае наноструктурированного GaInP ₂ с MoS ₂ , но без (NH ₄ ) ₂ S-обработки (зеленые данные), значительная деградация все еще наблюдалась из-за расслоения или растворения MoS ₂ во время ЕЕ. В соответствии с этими наблюдениями, морфология поверхности с градуированной плотностью наноструктурированного и (NH ₄ ) ₂ S-обработанного GaInP ₂ осталась практически неизменной после хроноамперометрического исследования (рис.4b), что подтверждается изображениями SEM (рис. 4c), а также сохранением черного цвета и низким коэффициентом отражения (рис. 4d). Для неизолированных электродов, напротив, значительная степень коррозии наблюдалась уже сразу после измерения в течение ~ 2,5 часов, когда на поверхности электрода появлялись частицы размером от нескольких микрон до десятков нанометров, как сообщалось в предыдущей литературе ^39,40 .

Рис. 4

Электрохимическая стойкость поверхностно-ориентированных фотокатодов GaInP ₂ , выполняющих HER под смещением.График зависимости плотности тока от времени ( Дж – t ) фотокатодов GaInP ₂ в кислотном электролите (0,5 MH ₂ SO ₄ ) для краткосрочных измерений a и b долгосрочных измерений, при различные конфигурации материалов, включая чистый GaInP ₂ (черные данные), чистый GaInP ₂ , нанесенный с помощью MoS ₂ (но без (NH ₄ ) ₂ S-обработки, красные данные), наноструктурированный GaInP ₂ с (NH ₄ ) ₂ S-обработкой (еще без MoS ₂ -осаждение, синие данные) и наноструктурированным GaInP ₂ с MoS ₂ (но без (NH ₄ ) ₂ Обработка S, зеленые данные), измеренная при потенциале электрода 0 В (vs. RHE) при моделированном солнечном освещении AM1,5 G. Сухое травление и (NH ₄ ) ₂ S-обработка проводились в течение 4 и 15 минут соответственно. c СЭМ-изображения вида сверху голого и наноструктурированного / (NH ₄ ) ₂ S-обработанного GaInP ₂ (шкала: 500 нм) до и после теста стабильности в b (т. Е. ~ 1 ч без покрытия, ~ 124 ч для NS). d Спектры отражения наноструктурированных и (NH ₄ ) ₂ S-обработанных фотокатодов GaInP ₂ до и после испытания стабильности в b .На вставках показаны соответствующие фотографические изображения образцов (шкала: 5 мм). e XPS-спектры чистого GaInP ₂ до и после (NH ₄ ) ₂ S-обработки. f Jt графики голых и наноструктурированных фотокатодов GaInP ₂ с (NH ₄ ) и без (NH ₄ ) ₂ S-обработкой, полученные при тех же условиях измерения, что и в a

Для дальнейшего выяснения синергизма Вклад (NH ₄ ) ₂ S-обработки и морфология нанопористой поверхности в необычайное улучшение коррозионной стойкости, мы исследовали эволюцию атомного состава поверхности в чистом GaInP ₂ с помощью XPS до и после (NH ₄ ) ₂ S-обработка (рис. 4д), а также с термическим отжигом и без него во время (NH ₄ ) ₂ S-обработки (дополнительный рис. 19). Примечательно, что (NH ₄ ) ₂ S-обработанный чистый GaInP ₂ , который показал стабильные характеристики, имеет пики, соответствующие сульфатной (SO ₄ ^2-) группе (нижние спектры на рис. 4e ), который был введен во время термического отжига в (NH ₄ ) ₂ S-обработке ^8,9 (дополнительный рис.19). Однако такие сигналы, связанные с сульфатом (SO ₄ ^2-) и сульфидом (S ^2-), полностью отсутствуют в необработанном чистом GaInP ₂ (верхние спектры на рис. 4e), который разложился. быстро. Таким образом, можно сделать вывод, что сульфатная группа на сульфатированной поверхности GaInP ₂ сыграла ключевую роль в сильно увеличенной долговечности. С другой стороны, (NH ₄ ) ₂ S-обработанный голый GaInP ₂ (т. е.без поверхностной наноструктуры, данные голубого цвета на рис.4f) не показал долговременной прочности, сравнимой с долговечностью, сравнимой с (NH ₄ ) ₂ S-обработанным и наноструктурированным GaInP ₂ (синие данные на рис. 4f), хотя он все еще был более стабильным, чем необработанный чистый электрод (черные данные на рис. 4f), предполагая, что синергетическое взаимодействие между наноструктурированной морфологией для увеличения площади поверхности и ограничения развития корродированной области и включения сульфидной / сульфатной группы для придания улучшенной коррозионной стойкости коллективно несет ответственность за подавление кинетики коррозии и обеспечение значительно более длительного срока службы, наблюдаемого в этом исследовании, по сравнению с предыдущими работами (дополнительная таблица 4).

Рассмотрим стабильность фотоэлектродов

Масштабируемый фотоанод большой площади BiVO ₄ на FTO с никелевыми токосъемниками. Кредит: HZB

Водород — это универсальное топливо, которое при необходимости может накапливать и выделять химическую энергию. Водород можно производить без ущерба для климата путем электролитического расщепления воды на водород и кислород с использованием солнечной энергии. Это может быть достигнуто фотоэлектрохимическим способом (PEC), и для этого подхода необходимо иметь недорогие фотоэлектроды, которые обеспечивают определенное фотоэдс при освещении и остаются стабильными в водных электролитах.

Однако здесь кроется главное препятствие; обычные полупроводники очень быстро корродируют в воде. Тонкие пленки из оксидов металлов намного более стабильны, но со временем все равно подвержены коррозии. Одним из наиболее успешных фотоанодных материалов является ванадат висмута (BiVO ₄ ), сложный оксид металла, фототоки в котором уже близки к теоретическому пределу. Но самая большая проблема для коммерчески жизнеспособного водоразделения PEC сейчас состоит в том, чтобы оценить и повысить стабильность материалов фотоэлектродов во время их работы PEC.

С этой целью команда Института солнечного топлива HZB во главе с профессором Роэлем ван де Кролом (HZB) вместе с группами из Института исследования железа Макса Планка, Института Гельмгольца Эрлангена-Нюрнберга по возобновляемой энергии, Университета Фрайбург и Имперский колледж Лондона использовали ряд современных методов определения характеристик, чтобы понять процессы коррозии высококачественных фотоэлектродов BiVO ₄ .

«До сих пор мы могли исследовать фотоэлектроды только до и после фотоэлектрохимической коррозии», — говорит д-р.Ибби Ахмет, который инициировал исследование вместе с Сиюань Чжан из Института Макса Планка. «Это было немного похоже на то, чтобы читать только первую и последнюю главы книги и не знать, как погибли все персонажи». В качестве первого шага к решению этой проблемы химик предоставил серию тонких пленок BiVO ₄ высокой чистоты, которые были исследованы в проточной ячейке новой конструкции с различными электролитами при стандартном освещении.

Результатом является первое операндное исследование стабильности высокочистых фотоанодов BiVO ₄ во время фотоэлектрохимической реакции выделения кислорода (OER).Используя масс-спектрометрию плазмы in-situ (ICPMS), они смогли в реальном времени определить, какие элементы растворялись с поверхности фотоанодов BiVO4 во время фотоэлектрохимической реакции.

«По этим измерениям мы смогли определить полезный параметр, число стабильности (S)», — говорит Ибби. Это число стабильности рассчитывается из соотношения между образовавшимися молекулами O ₂ и количеством растворенных атомов металла в электролите, и фактически это идеальная сопоставимая мера стабильности фотоэлектрода.Стабильность фотоэлектрода высока, если расщепление воды происходит быстро (в данном случае выделение O ₂ ) и небольшое количество атомов металла попадает в электролит. Этот параметр также можно использовать для определения изменения стабильности фотоэлектродов в течение срока их службы или оценки различий в стабильности BiVO ₄ в различных pH-буферных боратных, фосфатных и цитратных (поглотителя дырок) электролитах.

Эта работа показывает, как в будущем можно будет сравнивать стабильность фотоэлектродов и катализаторов.Авторы продолжили сотрудничество и теперь используют эти ценные методы и идеи для разработки жизнеспособных решений для повышения стабильности фотоанодов BiVO ₄ и обеспечения их использования в долгосрочных практических приложениях.

---

Более пристальный взгляд на потенциал солнечного топлива при расщеплении воды

---

Доп. Информация: Сиюань Чжан и др., Различная фотостабильность BiVO ₄ в электролитах с почти нейтральным pH, ACS Applied Energy Materials (2020).DOI: 10.1021 / acsaem.0c01904 Предоставлено Ассоциация немецких исследовательских центров им. Гельмгольца

Ссылка : Солнечный водород: давайте рассмотрим стабильность фотоэлектродов (2020, 26 октября) получено 27 декабря 2021 г. с https: // физ.org / news / 2020-10-solar-водород-стабильность-photoelectrodes.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Фотоэлектрохимическое производство водорода из нейтрального фосфатного буфера и морской воды с использованием микроструктурированных фотоэлектродов p-Si, функционализированных методами на основе растворов

Солнечное топливо, такое как H ₂ , генерируемое из солнечного света и морской воды с использованием материалов, распространенных на земле, как ожидается, станет важнейшим компонентом структуры возобновляемых источников энергии следующего поколения. В настоящем документе мы сообщаем о систематическом анализе фотоэлектрохимических характеристик TiO ₂ покрытых микроструктурированных фотоэлектродов p-Si (p-Si / TiO ₂ ), которые были функционализированы CoO _x и NiO _x для H ₂ поколения. Эти фотокатоды были синтезированы из коммерческих пластин p-Si с использованием мокрых химических методов. В нейтральном фосфатном буфере и стандартном солнечном освещении 1 фотоэлектрод p-Si / TiO ₂ / NiO _x показал плотность фототока -1.48 мА см ⁻² при нулевом смещении (0 В _RHE ), что в три и 15 раз лучше плотности фототока p-Si / TiO ₂ / CoO _x и p-Si / TiO ₂ соответственно. Никакого снижения активности не наблюдалось в течение пятичасового испытательного периода, что дает эффективность по Фарадею 96% для продукции H ₂ . Основываясь на электрохимических характеристиках и обнаруженной флуоресценции с высоким энергетическим разрешением, рентгеновское поглощение вблизи краевой структуры (HERFD-XANES) и измерениях эмиссионной спектроскопии, выполненных на линии флуоресценции Ti Kα ₁ , показали превосходные характеристики p-Si / TiO ₂ / NiO _x Фотоэлектрод был отнесен к улучшенным свойствам переноса заряда, вызванным покрытием NiO _x на защитном слое TiO ₂ в сочетании со слоем a более высокая каталитическая активность NiO _x для H ₂ -эволюция.Кроме того, мы сообщаем здесь о превосходных фотоэлектрохимических характеристиках фотоэлектрода p-Si / TiO ₂ / NiO _x в агрессивной искусственной морской воде (pH 8,4) с беспрецедентной плотностью фототока 10 мА · см ⁻² при приложенном потенциале −0,7 В _RHE и 20 мА · см ⁻² при −0,9 В _RHE . Приложенная эффективность преобразования фотонов в ток смещения (ABPE) при -0.7 В _RHE и 10 мА см ⁻² оказалось равным 5,1%.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй снова?

Произошла ошибка при установке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Порфириновые фотоэлектроды «Mille-Feuilles» | Интернет-исследования в области здравоохранения и окружающей среды (HERO)

ID ГЕРОЯ

4699682

Тип ссылки

Журнальная статья

Заголовок

Порфириновые фотоэлектроды Mille-Feuilles.

Авторы)

Tan, S; Су, Бен; Ходжейдж, М; Girault, HH

Год

2008 г.

Проверяется коллегами?

1

Журнал

Журнал электроаналитической химии и межфазной электрохимии
ISSN: 0022-0728

Объем

621

Проблема

2

Номера страниц

322-329

DOI

10. 1016 / j.jelechem.2008.02.007

Идентификатор Web of Science

WOS: 000259874100023

URL

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022072808000703
Выход

Абстрактный

Порфириновый фотоэлектрод Mille-Feuilles изготавливается послойно путем нанесения анионного [цинк мезо-тетракис (п-сульфонатофенил) порфирин] (4-) (ZnTPPS4-) и положительно заряженных полипептидов на 11- Золотой электрод, модифицированный меркаптоундекановой кислотой, для формирования фотоактивной пленки.Эта работа демонстрирует, что можно формировать трехмерные структуры, имеющие регулярно расположенные слои окислительно-восстановительных молекул. УФ-видимые спектры многослойных пленок демонстрируют характерные полосы поглощения порфинов, и поглощение линейно увеличивается с количеством бислоев. Наблюдается циклический вольтамперометрический отклик пленок, контактирующих с 1,2-дихлорэтаном, на восстановление кислорода с максимумом для 5-бислойной пленки. (c) 2008 г. Опубликовано Elsevier B.V.

Ключевые слова

Порфирины; Полипептиды; Многослойные; Послойно; Фототок

Межфазная инженерия на фотоэлектродах из TiO 2, сенсибилизированных квантовыми точками, для генерации сверхвысокого фототока

Интерфейсы ACS Appl Mater .2021, 10 февраля; 13 (5): 6208-6218. DOI: 10.1021 / acsami.0c19352. Epub 2021 1 февраля.

Принадлежности Расширять

Принадлежности

• ¹ Химический факультет Мичиганского государственного университета, Ист-Лансинг, Мичиган 48824-1322, США.
• ² Департамент энергетики и Центр сенсибилизированных красителями солнечных элементов нового поколения, Университет Ханьян, Сеул 04763, Корея.
• ³ Департамент энергетики, Университет Ханян, Сеул 04763, Корея.
• ⁴ Корейский центр искусственного фотосинтеза и химический факультет, Университет Соганг, Сеул 04107, Корея.
• ⁵ Департамент химической и молекулярной инженерии и Департамент прикладной химии, Центр образования и исследований Bionano Intelligence, Университет Ханян, Ансан 15588, Кёнгидо, Корея.
• ⁶ Институт перспективных материалов (INAM), Университет Жауме I, Кастельо 12006, Испания.

Бесплатная статья PMC

Элемент в буфере обмена

Чай-Йон Ким и др. Интерфейсы приложения ACS Mater. 2021 .

Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Интерфейсы ACS Appl Mater . 2021, 10 февраля; 13 (5): 6208-6218. DOI: 10.1021 / acsami.0c19352. Epub 2021 1 февраля.

Принадлежности

• ¹ Химический факультет Мичиганского государственного университета, Ист-Лансинг, Мичиган 48824-1322, США.
• ² Департамент энергетики и Центр сенсибилизированных красителями солнечных элементов нового поколения, Университет Ханьян, Сеул 04763, Корея.
• ³ Департамент энергетики, Университет Ханян, Сеул 04763, Корея.
• ⁴ Корейский центр искусственного фотосинтеза и химический факультет, Университет Соганг, Сеул 04107, Корея.
• ⁵ Департамент химической и молекулярной инженерии и Департамент прикладной химии, Центр образования и исследований Bionano Intelligence, Университет Ханян, Ансан 15588, Кёнгидо, Корея.
• ⁶ Институт перспективных материалов (INAM), Университет Жауме I, Кастельо 12006, Испания.

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Гетероструктурированные фотоаноды с металлооксидными полупроводниками и халькогенидными квантовыми точками (КТ) показывают плотности фототока> 30 мА / см ² с ZnO, приближаясь к теоретическим пределам для фотоэлектрических (ФЭ) элементов.Однако сравнительные характеристики не были достигнуты с TiO ₂ . Здесь мы нанесли поверхностный пассивирующий слой (SPL) TiO ₂ (B) на TiO ₂ / QD (PbS и CdS) и достигли плотности фототока 34,59 мА / см ² при освещении AM 1. 5G для PV. ячеек, самый высокий из зарегистрированных на сегодняшний день. SPL улучшает электронную проводимость за счет увеличения плотности поверхностных состояний, облегчения множественного захвата / захвата транспорта и увеличения координационного числа наночастиц TiO ₂ .Это, наряду с затрудненной рекомбинацией электронов, привело к повышению эффективности сбора, что является основным фактором производительности. Кроме того, фотоаноды TiO ₂ / QD, обработанные SPL, были успешно использованы в фотоэлектрохимических ячейках для разделения воды, продемонстрировав превосходную плотность фототока 14,43 мА / см ² при 0,82 В по сравнению с обратимым водородным электродом (RHE). Эти результаты предполагают новую многообещающую стратегию разработки высокоэффективных фотоэлектрохимических устройств.

Ключевые слова: TiO2 / QD; сбор платежей; фотоанод; плотность фототока; фотоэлектрохимические ячейки; поверхностный пассивирующий слой; состояние поверхности.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующей финансовой заинтересованности.

Цифры

Рисунок 1

Плотность тока короткого замыкания ( Дж…

Рисунок 1

Плотность тока короткого замыкания ( Дж _sc ) для фотоэлементов с 2013 года с…

Рисунок 1

Плотность тока короткого замыкания ( Дж _sc ) для фотоэлементов с 2013 года с полупроводниковыми / халькогенидными фотоанодами с квантовыми точками с ZnO (синие пустые кружки) и TiO ₂ (красные закрашенные квадраты) при условии 1 солнца. ^{, —} Желтая звездочка указывает на выполнение данной работы с TiO ₂ .

Рисунок 2

(а) HR-TEM изображение PT30…

Рисунок 2

(a) HR-TEM-изображение PT30 с типичными расстояниями решетки анатаза (101), рутила…

фигура 2

(a) HR-TEM изображение PT30 с типичным расстояния решетки анатаза (101), рутил (210) и TiO ₂ (B) (003).(б) Диаграммы XRD TiO ₂ пленок с указанием пиков для анатаза A (200) при 2θ = 48,0 °, рутил R (210) при 2θ = 42,5 °, и TiO ₂ (B) (003) при 2θ = 43,5 °. (c) Изображения ПЭМ с типичными расстояниями решетки нанесенных КТ PbS (200) и CdS (111) на PT30.

Рисунок 3

(а) Схематические изображения…

Рисунок 3

(a) Схематические изображения структур и (b – e) характеристик фотоэлементов и…

Рисунок 3

(а) Схематические изображения сооружений и быть) характеристики фотоэлементов и водоразделительных элементов PEC.Стрелки в (а) указывают реакции переноса заряда между электродами и электролиты. На основе одинаковой конструкции обоих фотоанодов для окисляющий сульфид (S ^2–) до полисульфида (S _n ^2– ), Cu _x S CE регенерирует полисульфид в фотоэлектрической ячейке, а Pt CE снижает H ₂ с H ₂ O при разделении воды PEC клетка. (б) J — V кривые для Фотоэлементы, (c) IPCE и интегрированный J _sc для Фотоэлектрические элементы с использованием двухэлектродных сэндвич-ячеек, (d) J — V Кривые для водоразделительных элементов PEC в темнота и условия на 1 солнце, полученные трехэлектродным система с электродом сравнения Ag / AgCl, и (e) хроноамперометрический испытание на долгосрочную стабильность водоразделительных ячеек PEC.Все Плотность фототока измеряли при 1 солнечном освещении. TiO _{2 фотоанода} / QD T20 (синие пустые кружки и пунктирная линия), PT20 (синие закрашенные кружки и сплошная линия), T30 ( красные пустые квадраты и пунктирная линия) и PT30 нм (красный залитый квадраты и сплошная линия).

Рисунок 4

(а) Уровни энергии TiO…

Рисунок 4

(а) Уровни энергии пленок TiO ₂ , полученные из спектроскопических данных…

Рисунок 4

(а) Уровни энергии пленок TiO ₂ , полученных из спектроскопический данные T20 и T30 и PT20 и PT30. (б) Затухание эмиссии TRPL Спектры гетероструктурных фотоанодов TiO ₂ / PbS-CdS QD измерено при 500 нм. Пленка Al ₂ O ₃ / QD (черная линия) использовалась в качестве управляющего электрода.

Рисунок 5

Несколько электрохимических параметров заряда…

Рисунок 5

Несколько электрохимических параметров для накопления заряда и транспортных свойств в TiO _2…

Рисунок 5.

Несколько электрохимических параметров для накопления заряда и транспортные свойства в пленках TiO ₂ .(а) Рассчитано Зависимость плотности состояний пленки TiO ₂ в темноте от потенциала от химической емкости ( C _μ ) ниже CB. Потенциальная область, отмеченная желтым цветом, показывает пики при 0–0,2 В, подтверждающий наличие поверхностных состояний. (б) Химическая коэффициент диффузии ( D _n ), (в) электрон проводимость (σ), рассчитанная по сопротивлению переносу заряда ( R _t ) пленок TiO ₂ в темноте, а потенциалы для (b) и (c) отмечены желтым на (a).(d) Рекомбинация сопротивление ( R _rec ) расщеплению воды PEC ячейки с TiO ₂ / PbS-CdS QD гетероструктурированные фотоаноды как функция потенциала в темноте. Измерения IS использовались извлечь параметры с помощью упрощенной схемы замещения для перенос, химическая емкость и перенос заряда с помощью трехэлектродного система. T20 (синие пустые кружки), PT20 (синие закрашенные кружки), T30 (красные пустые квадраты) и PT30 нм (красные залитые квадраты).

Рисунок 6

Эффективность сбора заряда (η _{куб. См…}

Рисунок 6

Эффективность сбора заряда (η _куб.см ) фотоэлементов с TiO ₂ / PbS-CdS…

Рисунок 6

Эффективность сбора заряда (η _куб.см ) Фотоэлементы с TiO _{2 Гетероструктурированные фотоаноды с квантовыми точками} / PbS-CdS с T20 (синие пустые кружки), PT20 (синие закрашенные кружки), T30 (красные пустые квадраты) и PT30 нм (красные квадраты) при 1 солнечном состоянии.Ценности были рассчитаны с использованием результатов R _t и R _rec как функции от V _ecb в фотоэлементах (Рисунок S15).

Рисунок 7

Схематическое изображение эффектов…

Рисунок 7

Схематическое изображение влияния SPL на кинетику…

Рисунок 7

Схема иллюстрация влияния SPL на кинетику гетероструктурированного фотоанода TiO ₂ / QD с электролитом S ^2– / S _n ^2– . Левая и правая стороны указывают без (W / O) и с (W) SPL соответственно. Синие стрелки обозначают заряд путь потока для тока, а красные стрелки представляют рекомбинацию пути электронов при освещении.

Все фигурки (7)

Похожие статьи

• Фотоэлектрохимические характеристики TiO, сенсибилизированного квантовыми точками. ₂ Массивы нанотрубок: исследование модификации поверхности атомно-слоистым покрытием.

  Чжоу Ц., Чжоу Дж., Цзэн М., Ван Г, Чен И, Лин С. Чжоу Q и др. Nanoscale Res Lett. 2017 Декабрь; 12 (1): 261. DOI: 10.1186 / s11671-017-2036-6. Epub 2017 7 апр. Nanoscale Res Lett. 2017 г. PMID: 28395481 Бесплатная статья PMC.

• Коллоидная гетероструктурная сенсибилизированная квантовой точкой углеродная нанотрубка-гибридный фотоанод TiO ₂ для высокоэффективного производства водорода.

  Селопал Г.С., Мохаммаднежад М., Наварро-Пардо Ф., Видал Ф., Чжао Х., Ван З.М., Рози Ф. Selopal GS, et al. Наноразмерные горизонты. 2019 1 марта; 4 (2): 404-414. DOI: 10.1039 / c8nh00227d. Epub 2018 16 ноя. Наноразмерные горизонты. 2019. PMID: 32254093

• Высокостабильные фотоэлектрохимические ячейки для производства водорода с использованием гетероструктурированного фотоанода SnO ₂ -TiO ₂ / квантовая точка.

  Басу К., Чжан Х., Чжао Х., Бхаттачарья С., Наварро-Пардо Ф., Датта П.К., Джин Л., Сан С., Ветрон Ф., Рози Ф. Басу К. и др. Наноразмер. 2018 16 августа; 10 (32): 15273-15284. DOI: 10.1039 / c8nr02286k. Наноразмер. 2018. PMID: 30067257

• Простая пассивация поверхности гематитовых фотоанодов с наложением TiO2 для эффективного расщепления солнечной воды.

  Ахмед М.Г., Кречмер И.Е., Кандиел Т.А., Ахмед А.Ю., Рашван Ф.А., Банеманн Д.В.Ахмед М.Г. и др. Интерфейсы приложения ACS Mater. 2015 4 ноября; 7 (43): 24053-62. DOI: 10.1021 / acsami.5b07065. Epub 2015 21 октября. Интерфейсы приложения ACS Mater. 2015 г. PMID: 26488924

• Улучшенные фотоэлектрохимические характеристики массивов нанотрубок TiO2, сенсибилизированных квантовыми точками, с нанесением верхнего покрытия из Al2O3 путем осаждения атомных слоев.

  Zeng M, Peng X, Liao J, Wang G, Li Y, Li J, Qin Y, Wilson J, Song A, Lin S.Zeng M, et al. Phys Chem Chem Phys. 2016 29 июня; 18 (26): 17404-13. DOI: 10.1039 / c6cp01299j. Phys Chem Chem Phys. 2016 г. PMID: 27138558

использованная литература

1. 1. Нозик А. Дж. Солнечные элементы на квантовых точках. Phys. E 2002, 14, 115–120. 10.1016 / S1386-9477 (02) 00374-0. — DOI
2. 1. Камат П.V. Солнечные элементы на квантовых точках. Полупроводниковые нанокристаллы как светоуборочные комбайны. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 18737–18753. 10.1021 / jp806791s. — DOI
3. 1. де Мелло Донега С. Синтез и свойства коллоидных гетеронанокристаллов. Chem. Soc.Ред. 2011, 40, 1512–1546. 10.1039 / C0CS00055H. — DOI — PubMed
4. 1. Аливисатос А. П.Полупроводниковые кластеры, нанокристаллы и квантовые точки. Science 1996, 271, 933–937. 10.1126 / science.271.5251.933. — DOI
5. 1. Kramer I.J .; Сарджент Э. Х. Архитектура коллоидных солнечных элементов на квантовых точках: материалы для устройств. Chem.Ред. 2014, 114, 863–882. 10.1021 / cr400299t. — DOI — PubMed

Показать все 59 ссылок

LinkOut — дополнительные ресурсы

• Источники полных текстов

• Другие источники литературы

.