單斜相釩酸鉍（BiVO4）具有可見(jiàn)光響應(yīng)寬、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。此前研究發(fā)現(xiàn)，金屬熱解法（MOD）制備的BiVO4光陽(yáng)極中微量四方相雜質(zhì)殘存是限制其水氧化性能的根本結(jié)構(gòu)因素。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所科研團(tuán)隊(duì)在BiVO4光陽(yáng)極研究領(lǐng)域取得進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)基于密度泛函理論計(jì)算，通過(guò)理論模擬篩選與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，設(shè)計(jì)合成了鉬（Mo）摻雜的BiVO4光陽(yáng)極，解決了MOD制備BiVO4光陽(yáng)極中存在相不純、電荷復(fù)合嚴(yán)重等導(dǎo)致活性不高的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了四方相的抑制生成與高載流子遷移率的兼顧，提升了其光電催化性能。

　　團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步組裝了太陽(yáng)能至氫能（STH）轉(zhuǎn)化效率達(dá)4.7%的光伏—光電（PV-PEC）耦合疊層器件，實(shí)現(xiàn)了無(wú)偏壓下光驅(qū)動(dòng)的全分解水制氫，STH效率達(dá)到4.7%，為規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了材料與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

　　研究團(tuán)隊(duì)在發(fā)現(xiàn)BiVO4的{010}和{110}晶面間存在光生電荷分離效應(yīng)的基礎(chǔ)上，還發(fā)展了雙助催化劑選擇性沉積協(xié)同促進(jìn)電荷分離和表面催化的新策略，進(jìn)而構(gòu)筑了系列以BiVO4為放氧光催化劑的“Z”機(jī)制全分解水制氫體系，不斷提高了在420nm可見(jiàn)光激發(fā)下的制氫表觀量子效率。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等的支持。

大連化物所設(shè)計(jì)構(gòu)筑平面釩酸鉍光陽(yáng)極用于太陽(yáng)能制氫