НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
doi: 10.17586/2226-1494-2024-24-5-866-870
УДК 539.234
Спектральная зависимость квантовой эффективности фотоэлектрохимического разложения воды нанопористыми слоями серебра
Читать статью полностью
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Представлены результаты исследования спектральной зависимости квантовой эффективности фотокаталитического разложения воды. Определена связь спектра излучения с эффективностью фотокаталитического разложения воды на водород и кислород. С этой целью исследован электролит на основе нитрата натрия. Фотокатод содержал нанопористые слои серебра. Показано, что максимальная квантовая эффективность фотокаталитического разложения воды по спектру интегрально составляет 1,9 %, а с уменьшением длины волны излучения повышается. Полученные результаты могут быть использованы при разработке устройств солнечной энергетики, предназначенных для фотокаталитического разложения воды на водород и кислород.
Благодарности. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 20-19-00559). Электронно-микроскопические исследования выполнены с использованием оборудования Федерального центра коллективного пользования «Материаловедение и диагностика в передовых технологиях», поддержанного Минобрнауки России.
Список литературы
- Morales-Guio C.G., Tilley S.D., Vrubel H., Grätzel M., Hu X. Hydrogen evolution from a copper(I) oxide photocathode coated with an amorphous molybdenum sulphide catalyst // Nature Communications. 2014. V. 5. P. 3059. https://doi.org/10.1038/ncomms4059
- Walter M.G., Warren E.L., McKone J.R., Boettcher S.W., Mi Q., Santori E.A., Lewis N.S. Solar water splitting cells // Chemical Reviews. 2010. V. 110. N 11. P. 6446–6478. https://doi.org/10.1021/cr1002326
- Ben-Shahar Y., Scotognella F., Kriegel I., Moretti L., Cerullo G., Rabani E., Banin U. Optimal metal domain size for photocatalysis with hybrid semiconductor-metal nanorods // Nature Communications. 2016. V. 7. P. 10413. https://doi.org/10.1038/ncomms10413
- Gan J., Lu X., Tong Y. Towards highly efficient photoanodes: boosting sunlight-driven semiconductor nanomaterials for water oxidation // Nanoscale. 2014. V. 6. N 13. P. 7142–7152. https://doi.org/10.1039/c4nr01181c
- Koya A.N., Zhu X., Ohannesian N., Yanik A.A., Alabastri A., Zaccaria R.P., Krahne R., Shih R.K.W.-C., Garoli D. Nanoporous metals: From plasmonic properties to applications in enhanced spectroscopy and photocatalysis // ACS Nano. 2021. V. 15. N 4. P. 6038–6045. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c10945
- Koya A.N., Cunha J., Guo T.‐L., Toma A., Garoli D., Wang T., Juodkazis T., Cojoc S., Zaccaria D.P., Novel R. Novel plasmonic nanocavities for optical trapping‐assisted biosensing applications // Advanced Optical Materials. 2020. V. 8. N 7. P. 1901481. https://doi.org/10.1002/adom.201901481
- Stockman M.I. Electromagnetic Theory of SERS // Topics in Applied Physics. 2006. V. 103. P. 47–65. https://doi.org/10.1007/3-540-33567-6_3
- Бланк Т.В., Гольдберг Ю.А. Механизмы протекания тока в омических контактах металл-полупроводник // Физика и техника полупроводников. 2007. Т. 41. № 11. С. 1281–1290.
- Watanabe T., Gerischer H. Electronically excited water aggregates and the adiabatic band gap of water // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1981. V. 122. P. 73–80.
- Uskov A.V., Protsenko I.E., Ikhsanov R.S., Babicheva V.E., Zhukovsky S.V., Lavrinenko A.V., O'Reilly E.P., Xu H. Internal photoemission from plasmonic nanoparticles: comparison between surface and volume photoelectric effects // Nanoscale. 2014. V. 6. N 9. P. 4716–4721. https://doi.org/10.1039/C3NR06679G
- Graf M., Vonbun-Feldbauer G.В., Koper M.T.M. Direct and broadband plasmonic charge transfer to enhance water oxidation on a gold electrode // ACS Nano. 2021. V. 15. N 2. P. 3188–3200. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c09776
- Jia H., Wong Y.L., Wang B., Xing G., Tsoi C., Wang M., Zhang W., Jian A., Sang S., Lei D., Zhang X. Enhanced solar water splitting using plasmon-induced resonance energy transfer and unidirectional charge carrier transport // Optics Express. 2021. V. 29. N 21. P. 34810–34825. https://doi.org/10.1364/OE.440777
- Безруков П.А., Нащекин А.В., Никоноров Н.В., Сидоров А.И. Морфологические особенности микро- и нанопористых пленок из серебра и меди, синтезированных методом реакции замещения // Физика твердого тела. 2022. Т. 64. № 8. С. 1096–1100. https://doi.org/10.21883/FTT.2022.08.52713.342
- Jiao Y., Chen M., Ren Y., Ma H. Synthesis of three-dimensional honeycomb-like Au nanoporous films by laser induced modification and its application for surface enhanced Raman spectroscopy// Optical Materials Express. 2017. V. 7. N 5. P. 1557–1464. https://doi.org/10.1364/OME.7.001557