SNUEI

Phase transition-induced band edge engineering of BiVO 4 to split pure water under visible light

2015 · Proceedings of the National Academy of Sciences

저자

Won Jun Jo, Hyun Joon Kang, Ki‐jeong Kong, 이윤석 (Yun Seog Lee), Hunmin Park, Younghye Lee, Tonio Buonassisi, Karen K. Gleason, Jae Sung Lee

연구주제

Advanced Photocatalysis Techniques · TiO2 Photocatalysis and Solar Cells · 2D Materials and Applications

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

에너지/자원 > 신재생에너지 > 수소에너지 외

배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

밴드 에지 엔지니어링 bismuth vanadate photocatalyst overall water splitting

밀도범함수 이론(DFT)

키워드 (OpenAlex)

bismuth vanadate phase transitions band edge engineering visible light photocatalysis overall water splitting hydrogen evolution reaction band gap widening conduction band edge

초록

Through phase transition-induced band edge engineering by dual doping with In and Mo, a new greenish BiVO4 (Bi1-XInXV1-XMoXO4) is developed that has a larger band gap energy than the usual yellow scheelite monoclinic BiVO4 as well as a higher (more negative) conduction band than H(+)/H2 potential [0 VRHE (reversible hydrogen electrode) at pH 7]. Hence, it can extract H2 from pure water by visible light-driven overall water splitting without using any sacrificial reagents. The density functional theory calculation indicates that In(3+)/Mo(6+) dual doping triggers partial phase transformation from pure monoclinic BiVO4 to a mixture of monoclinic BiVO4 and tetragonal BiVO4, which sequentially leads to unit cell volume growth, compressive lattice strain increase, conduction band edge uplift, and band gap widening.

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

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교수 1

이윤석

연구주제 1

Advanced Photocatalysis Techniques

정책분야 1

신재생에너지

키워드 1

밴드 에지 엔지니어링

방법 1

밀도범함수 이론(DFT)