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负载于LaFeO3光阴极上的等离子体镍纳米颗粒用于增强太阳能制氢

DOI：10.1016/j.ijhydene.2018.10.240 期刊：International Journal of Hydrogen Energy 出版年份：2018 更新时间：2025-10-22 19:40:53
摘要： 将等离子体镍纳米颗粒引入LaFeO3光阴极（LFO-Ni）以激发表面等离子体共振（SPR），从而增强光捕获能力，提升光电化学（PEC）析氢反应效率。该纳米结构LFO光阴极采用喷雾热解法制备，镍纳米颗粒通过旋涂技术负载于光阴极表面。实验显示LFO-Ni光阴极具有显著光学吸收和更高电流密度：未处理的LFO薄膜在0.6 V（vs RHE）下最大光电流为0.036 mA/cm2，而掺杂2.84 mmol镍纳米颗粒后，由于SPR效应，在相同电位下光电流密度提升至0.066 mA/cm2的最大值，最终使氢气产量提高两倍以上（达未处理样品的2.64倍）。通过有限时域差分（FDTD）方法模拟镍纳米颗粒，结果表明70-100 nm粒径范围对表面等离子体共振（SPR）增强具有最优效果。
作者： Govinder Singh Pawar，Ameen Elikkottil，Bala Pesala，Asif Ali Tahir，Tapas Kumar Mallick
机构： Environment and Sustainability Institute, University of Exeter，Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR), CSIR - Structural Engineering Research Centre (CSIR-SERC)，Not provided
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过将等离子体镍纳米颗粒掺入LaFeO3光阴极来增强太阳能制氢效果。

研究成果

将镍纳米颗粒掺入LaFeO3光阴极后，通过表面等离子体共振效应显著增强了光吸收和光电流密度，使产氢量较未处理光阴极提高了一倍以上。研究确定了实现最高效率的最佳镍纳米颗粒尺寸与浓度。

研究不足

该研究的局限性在于较高浓度下镍纳米颗?？赡芊⑸奂饣峤档捅砻娴壤胱犹骞舱瘢⊿PR）性能及电极/电解质界面的有效性。

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