予期しない光電気化学水酸化のためのMoOx/MXeneホール転送層の工学

半導体光陽極の開発は光電気化学（PEC）水分解の実現にとって非常に重要である。本研究では、MXene量子ドット（MQD）をBiVO4基板にグラフトし、超薄酸化水酸化物酸素進化助触媒（OEC）を組み合わせてMoOx層を構築し、統合型光陽極を形成した。このOEC/MoOx/MQD/BiVO4アレイは、可逆水素電極（RHE）に対して1.23 Vで5.85 mA cm-2の電流密度を達成するだけでなく、光安定性も向上させる。電気化学的分析と密度汎関数理論計算から、高いPEC性能はMoOx/MQDをホール転送層として取り込むことに起因し、電荷再結合を遅延させ、ホール移動を促進し、水分解の動力学を加速させる。この原理確認作業は、ホール転送層の潜在的な利用を示すだけでなく、実現可能な太陽エネルギー変換のための統合型光陽極の合理的設計と製造に光を当てる。