光电化学(PEC)水分解是一种非常有前途的生产氢燃料的方法，为太阳能的转换和存储提供了一种经济有效的解决方案。在众多光阳极材料中，BiVO4(BVO)具有理想的带隙(2.4 eV)，在利用可见光驱动水氧化方面具有实际应用的潜力。但是，BVO的光生电荷分离/转移困难以及材料表面水氧化动力学缓慢，导致其PEC性能远不能满足实际应用的需要。因此，有必要设计并开发合理的策略来对BVO进行修饰改性，显著提高其PEC水分解光电流密度和稳定性。
原子金属-氮(M-N)物种已被广泛用作共催化剂，以提高水氧化动力学。基于此，中国科学院化学研究所陈春城课题组在BVO煅烧结晶前引入单原子Fe-N-C材料或其他N配位Fe化合物作为掺杂前体，合成了一种配位Fe-N掺杂的BVO(Fe-N-BVO)，用于高效催化PEC水氧化。
同时，在Fe-N-BVO表面负载水氧化共催化剂FeNiOOH后，获得的FeNiOOH/Fe-N-BVO光阳极显示出创纪录的光电流密度(在1.23 VRHE时高达7.01 mA cm−2)。相比之下，研究人员还合成了N掺杂、Fe掺杂和Fe/N掺杂的BVO光阳极，但它们光活性远低于Fe-N掺杂的BVO光阳极。
Fe-N co-doped BiVO4 photoanode with record photocurrent for water oxidation. Angewandte Chemie International Edition, 2024. DOI: 10.1002/anie.202416340.
