전이금속 Fe와 후전이금속 Sn을 WO3 광양극에 대해 양방향으로 동시 도핑하되, 용이한 원스텝 화염 도핑 공정을 통해 열역학적 전하 이동과 표면 촉매 반응 동역학의 동시 개선이 어렵다는 점을 극복함을 보여 주며, 중성 pH에서 고효율 광전기화학(PEC) 물 산화 반응을 달성하였다. 화염 분사 방식의 직접적 화염 주입은 빠른 열 플럭스를 통해 WO3의 나노구조와 불소 도핑된 산화주석 유리 기판을 손상시키지 않으면서 Fe3+ 및 Sn4+의 WO3 내 양방향 도핑을 효과적으로 유도한다. 이중 금속 도핑의 상승적 효과로 인해 광유도 전하 이동과 표면 물 산화 동역학이 효율적으로 개선된다. 그 결과, Fe/Sn 공도핑 WO3 광양극은 무도핑 WO3 대비 1.23 V_RHE에서 광전류 밀도 성능이 6.16배 향상된 유의미하게 향상된 PEC 반응을 보인다. 본 연구는 광양극 및 기판의 고유 특성에 영향을 주지 않으면서 PEC 물 분해 성능과 태양연료 생산을 향상시키기 위한, 용이한 금속 원자 공도핑 방법을 제시한다.

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