MNbO_(4)/生物质碳复合催化剂的制备和催化性能研究

开发一种适用于非碘体系染料敏化太阳能电池(DSSC)的对电极(CE)催化剂对太阳能的开发利用具有重要的意义。在这项工作中,通过共沉淀法合成了铌基双金属氧化物(MNbO_(4),M=Al,Fe)以及相应的与生物质衍生碳(BC)复合催化剂(MNbO_(4)/BC,M=Al,Fe)。采用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对制备的四种材料进行结构和形貌的表征。结果表明,AlNbO_(4)和FeNbO_(4)为高结晶度的单斜相;AlNbO_(4)/BC和FeNbO_(4)/BC是AlNbO_(4)和FeNbO_(4)与三维多孔BC骨架的复合材料。由电催化性能测试和光伏性能测试可知,AlNbO_(4)/BC和FeNbO_(4)/BC催化剂与Cu^(2+)/Cu^(+)电解液界面的电荷转移电阻(R_(ct))比AlNbO_(4)和FeNbO_(4)小,分别为4.27和11.21Ω·cm^(2)。此外,AlNbO_(4)/BC组装的DSSC获得了3.94%的光电能量转换效率,优于Pt基的DSSC(3.29%)。MNbO_(4)/BC复合催化剂在非碘体系的DSSC中被首次探究。

MnWO_(4)/生物质衍生碳纳米复合催化剂的制备及催化性能

通过共沉淀法合成了双金属氧化物MnWO_(4)镶嵌生物质衍生碳(MnWO_(4)/BC)纳米复合催化剂,并将其作为对电极(counter electrode,CE)催化剂组装了染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell,DSSC),探究了MnWO_(4)/BC在非碘体系中的催化性能和光伏性能。结果表明:在铜氧化还原(Cu^(2+)/Cu^(+))电对DSSC中获得的光电能量转换效率(power conversion efficiency,PCE)为3.57%(D35)和1.59%(Y123),高于Pt电极的PCE(3.12%,1.16%);50次连续循环伏安测试表明,MnWO_(4)/BC催化剂具有较好的电化学稳定性。