マグネトロンスプッターでコーティングされたアモルフォスシリコン光学カトドによる太陽光水素生産は,Mo2C触媒を貯蔵したマグネトロンスプッターでコーティングされています
Carlos G Morales-Guio1, Kerstin Thorwarth2, Bjoern Niesen3
1†Laboratory of Inorganic Synthesis and Catalysis, Institute of Chemical Sciences and Engineering, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne CH-1015, Switzerland.
Journal of the American Chemical Society
|May 26, 2015
まとめ
この研究では,アモルフなシリコン (a-Si) フォト吸収器に多量に存在するモリブデン炭化物 (Mo2C) 触媒を用いた新しい太陽光水素生産方法を開発しました. 効率的なMo2C/a-Si光学カトドは,太陽光から様々な電解質で水素燃料を生成します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 電気化学 電気化学について
- 再生可能エネルギーの再生可能エネルギー
背景:
- 効率的な太陽光水素生産には,地球に豊富な触媒を光吸収器と結合する必要があります.
- アモルフシリコン (a-Si) は,太陽光燃料発電のための潜在的光吸収材料です.
研究 の 目的:
- a-Si光吸収器における水素進化反応 (HER) 触媒としてのモリブデン炭化物 (Mo2C) の有効性を実証する.
- 太陽光発電の水素生成のためのa-Si/Mo2C光 катоドの性能を評価する.
主な方法:
- マグネトロンスプッタリングは,Mo2Cを表面保護のa-Si光吸収器に堆積するために使用されました.
- 電気化学測定は,模擬太陽光照明 (AM 1.5G) の下で,酸性 (0.1M H2SO4) とアルカリ性 (1.0M KOH) の電解質で実施されました.
主要な成果:
- a-Si/Mo2Cフォトカトドは,酸性およびアルカリ性条件の両方で,太陽光のシミュレーション下で効率的な水素進化を示した.
- 光電流の発生は,0.85VとRHEの正のポテンシャルで観察されました.
- -11.2 mA cm(-2) の電流密度は,1 日照明下での可逆水素潜在で達成されました.
結論:
- Mo2C/a-Siフォトカトドは高光電圧を示し,低コストの材料を使用しており,太陽光水素生産の有望な候補となっています.
- この研究は,地球に豊富なMo2Cが,統合された光電化学システムのための効率的なHER触媒としての可能性を強調しています.
