系统的光电催化性能从根本上取决于对太阳光的完全吸收和光激发载流子的高利用率，但后者的效率在很大程度上受到从吸收体到反应位点的低效电荷转移的限制。
在这里，湖南大学Gui-Fang Huang，Wei-Qing Huang在单片集成电极中构建定向电荷转移通道，以碳点/氮化碳（CCN）纳米管和 FeOOH/FeCo 层状双氢氧化物（FFC）纳米片为代表，以提高光辅助整体水分解性能。
文章要点
1）详细的实验研究和 DFT 计算表明，CCN 和 FFC 之间的界面 C−O−Fe 键充当电荷转移通道，促进光生载流子在 CCN 和 FFC 表面之间的定向迁移。此外，光生空穴原位氧化的Fe/Co物种引发晶格氧活化，实现了Fe-Co双位点作为催化中心的构建，有效降低了水氧化的势垒能。
2）因此，CCN@FFC 电极在光电催化中显示出多种功能：仅分别需要 68 mV、182 mV 和 1.435 V 的低过电位用于光辅助 HER、OER 和整体水分解提供 10 mA cm−2 电流密度。
这种定向电荷转移调制策略可能有助于设计用于能量转换和存储的高活性且具有成本效益的多功能催化剂。
参考文献
Bo Li, et al, Directional Charge Transfer Channels in a Monolithically Integrated Electrode for Photoassisted Overall Water Splitting, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.2c09659
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c09659
