Ternary Facet Junction Cu₂O Photocathode — PEC Urea Synthesis
Journal: ACS Energy Letters, 2026, 11, 3853–3860 Authors: Hong Liang, Min Li, Zhiheng Li, Xiaowen Liu, Xinhao Xu, Shixin Yu, Wenfu Xie, Tianyu Zhang, Haohong Duan, Qiang Wang DOI: 10.1021/acsenergylett.xxx
Overview
首次将三元晶面结（{100}/{110}/{111}）工程应用于 Cu₂O 光阴极，用于光电催化 CO₂ 和 NO₃⁻ 共还原合成尿素。通过 pH 控制沉淀策略合成暴露不同晶面组合的多面体 Cu₂O。
Key Findings
- 三元晶面结 Cu₂O 的 PEC 尿素合成性能显著优于单晶面和二元晶面结样品
- DFT 计算 + 选择性光沉积实验揭示：各向异性晶面产生内建电场，驱动载流子定向迁移
- 晶面结抑制电荷复合，促进界面动力学
- In situ IR 光谱鉴定了关键 C-N 偶联中间体
- 揭示了晶面结调控电荷动力学促进 CO₂/NO₃⁻ 共还原的机制
Significance
- 首次揭示晶面结在 PEC 尿素合成中的功能
- 提供了高效光阴极设计的通用策略：碳-氮转化
Cross-references
- co2-nitrate-urea-electrosynthesis — CO₂/NO₃⁻ 共还原合成尿素的跨体系概念页
- paper6-p-cu-fe2o3-urea-electrosynthesis — P−Cu/Fe₂O₃ 多位点电催化尿素合成
- cu2o-facet-engineering — 晶面工程核心概念
- cu2o-morphology-control — 形貌调控方法