由于形成的SiO_x层的腐蚀速度比Si慢2-3个数量级，因此碱性电解质会在正电位或光照下阻止Si光电阳极的腐蚀。因此，在光照下的水氧化过程中，Si光阳极上保护层中的针孔会导致在Si表面上局部形成保护性，稳定化的钝化氧化物。然而，在自然日晒循环下运行还需要保护策略，将针孔处硅的暗腐蚀蚀刻速率降至最低。

有鉴于此，美国加州理工学院Nathan S. Lewis报道了在模拟昼夜循环下，[Fe(CN)₆]^3-添加到1.0 M KOH（AQ）可使Ni催化岛图案硅光阳极的寿命延长到超过288 h，相当于工作12d。

文章要点

1）自愈[Fe(CN)₆]^3-添加剂使裸露的Si(100)表面的刻蚀速度比单独在AQ中的刻蚀速度慢180倍以上。

2）在含有[Fe(CN)₆]^3-的AQ中，Si(100)和Si(111)表面的刻蚀速率和刻蚀取向没有明显差异，表明Si在溶解前表面发生了共形氧化。

3）[Fe(CN)₆]^3-的存在不会阻碍NiFeOOH的催化活性或对OER的法拉第效率。

Harold J. Fu, et al, Enhanced Stability of Silicon for Photoelectrochemical Water Oxidation Through Self-Healing Enabled by an Alkaline Protective Electrolyte, Energy Environ. Sci., 2020

DOI: 10.1039/D0EE02250K

https://dx.doi.org/10.1039/D0EE02250K