Simulation of ZnO/BiVO4 Photoanode Performance in Photoelectrochemical Water Splitting

2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/eng7060287
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

In this study, a fully coupled three-dimensional multiphysics CFD model of a photoelectrochemical (PEC) water splitting cell incorporating a ZnO/BiVO4 photoanode was developed using COMSOL Multiphysics® 6.1. The model integrates semiconductor charge transport, ionic transport (diffusion, migration, and convection), electrochemical kinetics, and fluid dynamics within a widely adopted experimental configuration. This work focuses on coupling the dominant transport phenomena governing macro-scale PEC behavior under realistic operating conditions, allowing the overall PEC behavior to be captured without resolving microscopic interfacial complexities. The simulation results show good agreement with previously reported experimental data in terms of photocurrent density, demonstrating the capability of the model to reproduce photocurrent behavior. The developed framework provides insight into the interplay between photogenerated charge transport and electrochemical reactions and can serve as a predictive tool for analyzing and optimizing PEC system performance prior to experimental implementation.