Zabezpieczenie przed fotokorozją fotoanod na bazie ZnIn2S4 do fotoelektrochemicznego rozkładu wody. - Projekt - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

Zabezpieczenie przed fotokorozją fotoanod na bazie ZnIn2S4 do fotoelektrochemicznego rozkładu wody.

Głównym celem projektu będzie zbadanie wpływu warstw ochronnych Nafion – Co2O3 na właściwości fotoanod na bazie siarczku cynku indu (ZnIn2S4, ZIS) osadzonych na FTO za pomocą metody osadzania wspomaganego laserem pulsayjnym (pulsed laser deposition - PLD). ZnIn2S4 jako typowy przedstawiciel grupy warstwowych chalkogenidów metali przejściowych jest uważany za obiecujący materiał do wykorzystania w procesach fotoelektrochemicznych. ZIS charakteryzuje się wąską przerwą energetyczną, która jest wymagana w przypadku procesów zachodzących przy użyciu światła widzialnego. Dodatkowo silnie absorbuje światło, jest nietoksyczny, tani i stosunkowo łatwy do otrzymania. Niestety ZnIn2S4 łatwo ulega fotokorozji, spowodowanej wolną migracją ładunków, łatwą rekombinacją nośników ładunków i powolną kinetyką utleniania wody na powierzchni. Wstępne badania potwierdziły, że pomimo stosunkowo wysokich początkowych generowanych fotoprądów, ich wartości szybko malały co znacząco ogranicza możliwości wykorzystania tego materiału w układach rzeczywistych. Zastosowanie ko-katalizatorów jest jedną z najbardziej efektywnych metod ulepszania pracy fotoanod. Biorąc pod uwagę dotychczasowo opublikowane badania oraz badania wstępne warstw ZIS napylanych za pomocą PLD, najbardziej potencjalne są ko-katalizatory zawierające Co. Spośród nich wybrano dwa ko-katalizatory Co3O4. Jest to komercyjnie dostępny związek, którego działanie potwierdzono dla innych materiałów fotoanodowych. Zastosowanie Nafionu jako bindera do tworzenia warstwy kokatalizatora niesie dodatkowe korzyści. Nafion jest bowiem znany z niezwykle wysokiej przewodności protonowej ~ 10 mS cm-1 i znikomej przewodności elektronowej. Czyni go to dobrym kandydatem jako materiał barierowy między fotoanoda a elektrolitem, który umożliwia transport wygenerowanych na fotoanodzie dziur do interfejsu z elektrolitem, gdzie zachodzi proces utleniania wody. Projekt obejmuje zakup mieszadła i przyty grzejnej o łącznej wartości 13000 PLN. Koszty pośrednie wyniosą 12500 PLN.

Informacje szczegółowe

Program finansujący:
PRELUDIUM
Instytucja:
Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
Porozumienie:
UMO-2024/53/N/ST4/02555 z dnia 2025-01-17
Okres realizacji:
brak danych - brak danych
Kierownik projektu:
Daria Roda
Realizowany w:
Katedra Chemii i Technologii Materiałów Funkcjonalnych
Typ zgłoszenia:
Krajowy Program Badawczy
Pochodzenie:
Projekt krajowy
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 3 razy