Facile Preparation of n‐Type LaFeO₃ Perovskite Film for Efficient Photoelectrochemical Water Splitting

Abstract

The attempt to enhance the hydrogen production via light‐driven water‐splitting systems relies mostly on the innovative technologies and photoactive materials. Recently, due to the superior properties such as low price, adaptability, and thermal stability, perovskite materials have attracted much scientific and application attention in the field of photocatalysis. In this study, the n‐type LaFeO3 perovskite is successfully fabricated by using simple sol‐gel method and the corresponding photoanode is formed by dip‐coating and calcinations. The prepared LaFeO3 is characterized using X‐ray diffraction, ultraviolet‐ visible spectrophotometer, energy dispersive X‐ray spectrum, scanning electron microscope, and Raman spectroscopy. The photocurrent density of the optimized LaFeO3 photoanode is up to 8.2 mAcm−2 at 1.7 V vs. Ag/AgCl. The factors affecting their photocatalytic performance including the calcination temperature, the species, concentration and the pH of the electrolyte are evaluated under simulated AM 1.5G solar illumination. Our prepared LaFeO3 may enable the low‐cost design of the durable photoelectrochemical cell for solar energy conversion.

Facile Synthesis of Ce–Doped SnO2 Nanoparticles: A Promising Photocatalyst for Hydrogen Evolution and Dyes Degradation

“…One Gaussian curve of the O 1 s spectra is associated with the oxygen ions in the Sn 4+ ‐O. The remaining peaks obtained at higher binding energies refer to non‐lattice oxygen that is substantial oxygen vacancies within the crystal lattice and surface defects on doping with Ce into SnO 2 ,,. On comparison, the core level XPS spectrum of pure SnO 2 was also studied and its deconvolution attributed to two peaks centered at 530.9 eV and 531.9 eV (Figure b).…”

“…An alternative source of energy i. e. hydrogen has been considered relatively clean and ideal fuel with a wide spectrum of applications in fuel cells, automobiles, micro appliances, etc . It can be generated from various methods like water electrolysis, electricity production using water, splitting of water photo‐catalytically . Pioneer work on water splitting on a titania electrode was done by Honda and Fujishima .…”

“…In past few decades, huge efforts have been made dedicated to band gap engineering of the semiconductor and tried to decrease the chances of e − ‐h pair recombination ,. However, it has been found that the doping of different rare earth ions in metal oxide nanoparticles not only modify the optical properties but also drastically improve the photocatalytic efficacy ,.…”

Perowskitoxid‐Elektroden zur leistungsstarken photoelektrochemischen Wasserspaltung

“…Unter Berücksichtigung der intrinsischen kinetischen Grenzen der OER und HER und des für diese Reaktionen notwendigen Überpotentials wurde häufig eine Bandlücke von ungefähr 2.0 eV als erforderliche Schwellenenergie angegeben, um eine vernünftige PEC‐Aktivität zu erzielen. Aus diesem Grunde wurde LaFeO 3 mit einer Bandlücke von ungefähr 2.0 eV als Photoelektrode für die PEC‐Wasserspaltung untersucht . Beispielsweise wurde durch ein Sol‐Gel‐Verfahren LaFeO 3 mit einer Bandlücke von 1.95 eV erhalten und daraus die entsprechende Photoanode durch Tauchbeschichten und Kalzinierung hergestellt .…”

“…Aus diesem Grunde wurde LaFeO 3 mit einer Bandlücke von ungefähr 2.0 eV als Photoelektrode für die PEC‐Wasserspaltung untersucht . Beispielsweise wurde durch ein Sol‐Gel‐Verfahren LaFeO 3 mit einer Bandlücke von 1.95 eV erhalten und daraus die entsprechende Photoanode durch Tauchbeschichten und Kalzinierung hergestellt . Die Untersuchung der PEC‐Leistung ergab für die LaFeO 3 ‐Photoanode eine hohe Photostromdichte von 8.2 mA cm −2 bei 1.7 V gegen Ag/AgCl, wenngleich eine extrem niedrige PEC‐Aktivität bei einer niedrigeren Vorspannung wie 1 V gegen Ag/AgCl festzuhalten ist.…”