德国亥姆霍兹研究中心协会 镍集流体可扩展大面积铌酸锂光阳极
信用:HZB 氢气是一种多功能燃料，在需要时可以储存和释放化学能
利用太阳能将水电解分解成氢气和氧气，可以在气候中性的条件下生产氢气
这可以通过光电化学(PEC)来实现，并且对于这种方法，有必要具有低成本的光电极，其在光照下提供一定的光电压，并且在水性电解质中保持稳定
然而，主要障碍就在这里；传统半导体在水中腐蚀很快
金属氧化物薄膜更稳定，但随着时间的推移仍会腐蚀
最成功的光阳极材料之一是钒酸铋，一种复杂的金属氧化物，其光电流已经接近理论极限
但是商业上可行的PEC分水的最大挑战是在PEC操作期间评估和提高光电极材料的稳定性
为此，HZB太阳能燃料研究所的一个研究小组
罗尔·范·德·克洛尔(HZB)与马克斯·普朗克铁研究所、埃尔兰根-纽伦堡可再生能源亥姆霍兹研究所、弗赖堡大学和伦敦帝国理工学院的团队一起，利用多种最先进的表征方法来了解高质量BiVO4光电电极的腐蚀过程
“到目前为止，我们只能检查光电化学腐蚀前后的光电极，”博士说
伊比·阿赫梅特，他和来自马克斯·普朗克研究所的张思源一起发起了这项研究
“这有点像只看一本书的第一章和最后一章，而不知道所有的人物是如何死去的
“解决这个问题的第一步是，化学家提供了一系列高纯度的四氧化二铋薄膜，在新设计的流动池中用不同的电解质在标准光照下进行研究
该结果是在光电化学析氧反应(OER)期间对高纯度四氧化二钒光阳极的首次操作稳定性研究
使用原位等离子体质谱，他们能够实时确定在光电化学反应过程中哪些元素从四氧化二铋光阳极表面溶解
“从这些测量中，我们能够确定一个有用的参数，稳定数，”伊比说
这个稳定性数是由产生的O2分子和电解质中溶解的金属原子的数量之间的比率计算出来的，事实上它是光电极稳定性的一个完美的可比测量
如果水的分裂迅速进行(在这种情况下是O2的释放)，并且很少金属原子进入电解质，则光电极的稳定性很高
该参数还可用于确定光电极在其寿命期间的稳定性变化，或评估BiV O4在各种酸碱度缓冲的硼酸盐、磷酸盐和柠檬酸盐(空穴清除剂)电解质中的稳定性差异
这项工作表明光电极和催化剂的稳定性在未来是如何比较的
作者继续合作，现在正在利用这些有价值的技术和见解设计可行的解决方案，以提高四氧化二铋光阳极的稳定性，并使其能够用于长期的实际应用
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