要實現高效的光電化學水分解，需要更好地了解光電極表面附近的離子動力學，例如擴散，吸附和反應。然而，對于宏觀的三維電極，通常很難將表面效應對總光電流的貢獻與整體中各種因素的貢獻區分開。在這里，我們報道了一種由InSe晶體單層制成的光陽極，它被單層石墨烯封裝以確保高穩定性。由于InSe具有高遷移率和強抑制電子-空穴對復合的特性，我們在眾多的光響應二維材料中選擇了InSe。利用原子薄電極，我們獲得了密度大于10 mA cm−2的1.23 V可逆氫電極的光電流，比其他二維光電流大幾個數量級。除了InSe的顯著特性外，我們還將其增強的光電流歸因于陽極表面附近的氫氧離子和光產生的空穴之間的強耦合。結果，由于存在離子束縛的空穴而抑制了電子-空穴的復合，因此即使在照明停止后也觀察到持續的電流。該結果為研究電極表面的離子動力學提供了一個原子薄材料平臺，并為開發新一代高效光電極提供了思路。
Fig. 1 用于PEC測量的InSe/Gr陽極。
Fig. 2 氫氧根離子在InSe / Gr表面的吸附。
Fig. 3 InSe/Gr光電陽極中的持久光電流密度。
相關研究成果于2020年由廈門大學Yang Cao課題組，發表在Nature Communication (https://doi.org/10.1038/s41467-020-20341-7)上。原文：Atomically thin photoanode of InSe/graphene heterostructure。
Fig. 1 用于PEC測量的InSe/Gr陽極。
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