BiZn_(x)/Si光电阴极的制备及其CO_(2)还原性能研究

将CO_(2)转化为高附加值的化学品是实现碳循环,缓解能源危机和环境问题的有效途径之一。金属与半导体复合电极,利用光电耦合技术为CO_(2)转化提供了一种新思路。本研究通过电沉积的方法在碱刻蚀处理后的Si片上制备了双金属Bi、Zn共修饰的Si基光电阴极(BiZn_(x)/Si),用于CO_(2)的光电催化还原。研究表明,引入金属Bi和Zn能够改善光的吸收性能,降低电化学阻抗,提高电化学活性比表面积(ECSA)。其中,BiZn_(2)/Si最优的光电极电化学比表面积可达0.15 mF·cm^(-2)。除此之外,研究发现双金属共同作用有助于增强电极对中间体*OCHO的吸附作用,在-0.8 V(vs.RHE)电势下,最优的光电阴极BiZn_(2)/Si生成HCOOH的法拉第效率高达96.1%。更重要的是,光电阴极BiZn_(2)/Si的光电流强度在10 h内维持-13 mA·cm^(-2),表现出良好的性能稳定性。