Příprava polovodičových fotoelektrod pro solární štěpení vody

Bc. Martin SLABÝ

Diplomová práce

Preparation of semiconducting photoelectrodes for solar water splitting

Anotace:

V této diplomové práci jsem se zaměřil na přípravu a charakterizaci fotoaktivního materiálu, který lze použít jako pracovní fotoelektrodu při solárním štěpením vody. Fotoaktivním materiálem byl zvolen hematit, jehož nanočástice jsem připravil pomocí chemické depozice ve vodní lázni. Fyzikální i chemické vlastnosti hematitu jsou pro fotoelektrochemické aplikace optimální. Pro vylepšení fotoelektrochemických vlastností byly nanočástice hematitu obohaceny vrstvou kokatalyzátoru NiOx. Morfologie a strukturní vlastnosti připravených fotoelektrod byly studovány pomocí skenovacího elektronového mikroskopu (SEM), skenovacího elektronového mikroskopu s fokusovaným elektronovým svazkem (SEM-FIB), rentgenové difrakční analýzy (XRD) a Ramanovy spektroskopie. Fotoelektrochemické vlastnosti byly následně studovány pomocí chronoamperometrie, cyklické a lineární voltametrie. V závěru této diplomové práce bylo prokázáno, že hematit patří mezi vhodný materiál využitelný při solárním štěpení vody

Abstract:

This theses is focused on a preparation and characterization of photoactive material, which can be used as a working electrode for solar water splitting process. The hematite was chosen as a photoactive material. Hematite nanoparticles were prepared by chemical bath deposition (CBD) technique. Its physical and chemical properties are suitable for photoelectrochemical applications. In order to improve their photoelectrochemical properties the hematite nanoparticles were enriched by adding NiOx co-catalyst. The morphological and structural properties of as prepared photoelectrodes were studied by scanning electron microscopy (SEM), scanning electron microscopy with focused electron beam (SEM-FIB), X-ray diffraction analysis (XRD) and Raman spectroscopy. Photoelectrochemical properties were then explored by chronoamperometry, cyclic and linear voltammetry. The obtained results proved that hematite is a suitable material for solar water splitting applications.

Klíčová slova

Energie, hematit, nanočástice, fotoelektroda, fotochemie, vodík

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 18. 5. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Hana Kmentová, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Chemie / Materiálová chemie