KIT | KIT-Bibliothek | Impressum | Datenschutz

Dislocation‐enhanced piezoelectric catalysis of KNbO$_3$ crystal for water splitting

Gong, Hanyu; Zhang, Jiawen; Zhao, Yan; Xiang, Shan; Zhou, Xiang; Preuß, Oliver 1; Lu, Wenjun ; Zhang, Yan ; Fang, Xufei ORCID iD icon 2
1 Institut für Angewandte Materialien - Werkstoffe der Elektrotechnik (IAM-WET), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Angewandte Materialien – Werkstoff- und Grenzflächenmechanik (IAM-MMI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

Dislocations in oxides with ionic/covalent bonding hold potential for harnessing versatile functionalities. Here, high-density dislocations in a large plastic zone in potassium niobate (KNbO$_3$) crystals are mechanically introduced by room-temperature cyclic scratching to enhance piezocatalytic hydrogen production. Unlike conventional energy-intensive, time-consuming deformation at high temperature, this approach merits efficient dislocation engineering. These dislocations induce local strain and modify the electronic environment, thereby improving surface reactivity and charge separation, which are critical for piezocatalysis. This proof-of-concept offers a practical and sustainable alternative for functionalizing piezoelectric ceramics. Our findings demonstrate that surface-engineered dislocations can effectively improve the piezocatalysis, paving the way for efficient and scalable piezocatalytic applications.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000188329
Veröffentlicht am 10.12.2025
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien - Werkstoffe der Elektrotechnik (IAM-WET)
Institut für Angewandte Materialien – Werkstoff- und Grenzflächenmechanik (IAM-MMI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 01.2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0002-7820, 1551-2916
KITopen-ID: 1000188329
HGF-Programm 38.02.01 (POF IV, LK 01) Fundamentals and Materials
Erschienen in Journal of the American Ceramic Society
Verlag American Ceramic Society
Band 109
Heft 1
Vorab online veröffentlicht am 30.11.2025
Schlagwörter dislocations, KNbO3, piezocatalysis, room-temperature deformation, water splitting
Nachgewiesen in OpenAlex
Dimensions
Scopus
Web of Science
KIT – Die Universität in der Helmholtz-Gemeinschaft
KITopen Landing Page