liu.seSök publikationer i DiVA
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Aging Ni(OH)2 on 3C-SiC Photoanodes to Achieve a High Photovoltage of 1.1 V and Enhanced Stability for Solar Water Splitting in Strongly Alkaline Solutions
Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Halvledarmaterial. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Halvledarmaterial. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Halvledarmaterial. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.ORCID-id: 0000-0003-3026-9839
Linköpings universitet, Institutionen för teknik och naturvetenskap, Laboratoriet för organisk elektronik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.ORCID-id: 0000-0002-3190-2774
Visa övriga samt affilieringar
2024 (Engelska)Ingår i: ACS Applied Materials and Interfaces, ISSN 1944-8244, E-ISSN 1944-8252, Vol. 16, nr 38, s. 50926-50936Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Photoelectrochemical (PEC) water splitting is a promising approach to directly convert solar energy to renewable and storable hydrogen. However, the very low photovoltage and serious corrosion of semiconductor photoelectrodes in strongly acidic or alkaline electrolytes needed for water splitting severely impede the practical application of this technology. In this work, we demonstrate a facile approach to fabricate a high-photovoltage, stable photoanode by depositing Ni(OH)(2) cocatalyst on cubic silicon carbide (3C-SiC), followed by aging in 1.0 M NaOH at room temperature for 40 h without applying electrochemical bias. The aged 3C-SiC/Ni(OH)(2) photoanode achieves a record-high photovoltage of 1.10 V, an ultralow onset potential of 0.10 V vs the reversible hydrogen electrode, and enhanced stability for PEC water splitting in the strongly alkaline solution (pH = 13.6). This aged photoanode also exhibits excellent in-air stability, demonstrating identical PEC water-splitting performance for more than 400 days. We find that the aged Ni(OH)2 dramatically promotes the hole transport at the photoanode/electrolyte interface, thus significantly enhancing the photovoltage and overall PEC performance. Furthermore, the oxygen evolution reaction (OER) activity and the phase transitions of the Ni(OH)(2) electrocatalyst before and after aging are systematically investigated. We find that the aging process is critical for the formation of the relatively stable and highly active Fe-doped beta-NiOOH, which accounts for the enhanced OER activity and stability of the PEC water splitting. This work provides a simple and effective approach to fabricate high-photovoltage and stable photoanodes, bringing new premise toward solar fuel development.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
AMER CHEMICAL SOC , 2024. Vol. 16, nr 38, s. 50926-50936
Nyckelord [en]
cubic silicon carbide(3C-SiC); solar water splitting; solar-to-hydrogenconversion; photovoltage; aging of Ni(OH)(2)
Nationell ämneskategori
Materialkemi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:liu:diva-207924DOI: 10.1021/acsami.4c11809ISI: 001314970600001PubMedID: 39285735OAI: oai:DiVA.org:liu-207924DiVA, id: diva2:1902521
Anmärkning

Funding Agencies|Swedish Research Council (Vetenskapsradet) [2018-04670, 2020-04400]; Swedish Foundation for International Cooperation in Research and Higher Education (STINT) [CH2016-6722]; Olle Engkvists Stiftelse [220-0222, 221-0259]; Carl Tryggers Stiftelse [CTS22-2190, CTS2018-183]; Knut and Alice Wallenberg Foundation [KAW 2018- 0071]

Tillgänglig från: 2024-10-01 Skapad: 2024-10-01 Senast uppdaterad: 2024-11-19Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(7358 kB)433 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 7358 kBChecksumma SHA-512
597e651ab76530c77fa154c5efb1a71f3b31d3ea1332a208cf27edbe6f3841152d92637d7a0d4f06eb7d32db71a6ac319c218deecaa30a6d04be7c7d45564d23
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMed

Person

Jokubavicius, ValdasLiu, XianjieFahlman, MatsIvanov, Ivan GueorguievYakimova, RositsaSun, Jianwu W.

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Qu, YuanjuJokubavicius, ValdasHoang, Duc QuangLiu, XianjieFahlman, MatsIvanov, Ivan GueorguievYakimova, RositsaSun, Jianwu W.
Av organisationen
HalvledarmaterialTekniska fakultetenLaboratoriet för organisk elektronik
I samma tidskrift
ACS Applied Materials and Interfaces
Materialkemi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 435 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 273 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf