太陽能驅(qū)動的光電化學(xué)水分解(PEC)是一種很有前景的生產(chǎn)清潔和可持續(xù)的氫燃料技術(shù)，但該技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用目前受到緩慢的析氧動力學(xué)的阻礙。因此，探索具有高轉(zhuǎn)換效率的半導(dǎo)體光陽極材料對其實際應(yīng)用至關(guān)重要。基于此，中科院蘭州化物所畢迎普課題組開發(fā)了一種磷氧鍵合策略，合理調(diào)節(jié)了FeNi催化劑和BiVO₄光陽極(FeNiPO_x/BiVO₄)界面的電子耦合，顯著促進PEC水氧化活性和穩(wěn)定性。

具體而言，F(xiàn)eNiPO_x/BiVO₄在1.23 V_RHE，AM 1.5 G下具有6.73 mA cm^-2的創(chuàng)紀錄光電流密度。由于晶格的光腐蝕和V⁵⁺溶解，BiVO₄表現(xiàn)出相對較差的PEC穩(wěn)定性，光電流密度迅速降低；FeNiPO_x/BiVO₄光陽極在84 h輻照期間表現(xiàn)出良好的光電流穩(wěn)定性，表明FeNiPO_x在抑制V⁵⁺溶解和保持高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面的關(guān)鍵作用。因此，用于修飾BiVO₄的FeNiPO_x催化劑不僅顯著促進了析氧的活性，而且有效地提高了BiVO₄光陽極的PEC穩(wěn)定性

通過一系列表征技術(shù)，表明P-O界面鍵的引入導(dǎo)致FeNi催化劑和BiVO₄光陽極之間的電子密度重新分布和強電子耦合；進一步來說，這種界面特征不僅促進了電子從Bi位點向Fe原子的轉(zhuǎn)移，從而顯著提高了PEC活性，而且還促進了電子從Ni原子向V位點的注入，穩(wěn)定了BiVO₄晶格中的V原子，保證了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

本研究證明了合理調(diào)節(jié)界面電子相互作用的關(guān)鍵作用，為構(gòu)建高效耐用的PEC水分解光陽極提供了策略。

High-performance and stable BiVO₄ photoanodes for solar water splitting via phosphorus-oxygen bonded FeNi catalysts. Energy & Environmental Science, 2022. DOI: 10.1039/D2EE00936F