Auteurs: Abraham Kasa, Lakshman Sundar Arumugam, Anja Vanleenhove, Vishal Jose, Thierry Conard, Daniely Santos, Jan D’Haen, Angelica Simbula, Laurence Lutsen, Javier E. Durantini, Sixto Giménez, Guy Brammertz, Sudhanshu Shukla
Carbonnitride (CN) is naar voren gekomen als een veelbelovende metaalvrije halfgeleider voor foto-elektrochemische (PEC) toepassingen voor het splitsen van water. De praktische toepassing ervan wordt echter belemmerd door een lage fotoactiviteit in vergelijking met anorganische fotoanodes. In dit werk rapporteren wij de uitstekende fotoactiviteit van gemodificeerde CN-fotoanodes voor PEC-wateroxidatie. Het toevoegen van poedervormige precursoren tijdens de synthese leidt tot gunstige morfologische aanpassingen, een verbeterde ordening van de lagen en een betere ladingsoverdracht. Door thioureum in poedervorm te gebruiken bij de groei van CN werd de fotostroom met bijna een factor drie verhoogd. Deze verbetering wordt toegeschreven aan het onderdrukken van ladingsrecombinatie, een verbeterde ladingsoverdracht en de vorming van heterojuncties tussen CN en SnS₂. De best presterende CN-fotoanode behaalde een uitstekende efficiëntie voor ladingsonttrekking tot 69% en een referentiewaarde voor de fotostroomdichtheid van respectievelijk ongeveer 2,7 en 2 mA cm⁻², met en zonder hole scavenger, voor wateroxidatie bij 1,23 V ten opzichte van RHE in een neutrale 0,1 M Na₂SO₄-oplossing. De onset-potentiaal bedroeg 0,32 V versus RHE en de externe kwantumefficiëntie bereikte 42% bij 440 nm.
Copyright © 2025 American Chemical Society
