Cinética de Reação Superficial Aprimorada e Separação de Carga de Fotoanodos heterojunção p–n Co3O4/BiVO4

A cinética de reação superficial e a separação de carga no volume são críticas para a eficiência da divisão da água solar. Além do efeito catalítico superficial bem documentado, a promoção da separação de carga no volume após a carga de cocatalisadores raramente foi relatada. Este artigo descreve o aprimoramento sinérgico da cinética de reação superficial e da separação de carga no volume ao introduzir cocatalisadores de Co3O4 do tipo p em ilhas nano discretas sobre BiVO4 do tipo n, formando uma heterojunção p-n Co3O4/BiVO4 com um campo elétrico interno para facilitar o transporte de carga. Sendo altamente dispersos na superfície dos fotoanodos, os cocatalisadores em ilhas nano podem suprimir a formação de centros de recombinação na interface fotoanodo/cocatalisador. Este método de carga de cocatalisadores alcançou uma eficiência de separação de carga de até 77% no volume e 47% na superfície dos catalisadores. Um photocorrente AM 1.5G de 2,71 mA/cm(2) a 1,23 V em relação ao eletrodo de hidrogênio reversível para oxidação da água foi obtido, o que é o maior photocorrente já relatado para fotoanodos BiVO4 não dopados catalisados por Co, com uma eficiência de fotoconversão de 0,659%.