پروسكايت هاليدهاي معدني در شكافت فوتوالكتروشيميايي آب

دكتري

در حال حاضر سوخت‌هاي فسيلي حدود 80 درصد از كل انرژي جهان را تشكيل مي‌دهند، در حالي كه كاهش منابع انرژي فسيلي و آلودگي ناشي از اين سوخت‌ها جهان را با چالش‌هاي جدي مواجه كرده است. به عنوان يك منبع انرژي تجديدپذير پاك، انرژي خورشيدي مي¬تواند از طريق شكافت مولكول¬هاي آب به هيدروژن به عنوان يك سوخت شيميايي مورد استفاده قرار گيرد. ساختار سيستم¬هاي شكافت آب شامل فرآيندهاي فوتوكاتاليستي، فوتوالكتروشيميايي و فوتوولتائيك بر پايه نيمه هادي¬ها است. نيمه هادي¬ها به عنوان جاذب نور و مبدل انرژي براي ذخيره انرژي خورشيدي در ساده ترين پيوند شيميايي، H2 عمل مي¬كنند. تا كنون، كوكاتاليست¬هاي زيادي براي افزايش فعاليت فوتوكاتاليستي تكامل اكسيژن از آب معرفي شده‌اند. خواص نوري استثنايي و پايداري دمايي خوب پروسكايت¬هاي هاليد معدني، آنها را به مواد جذابي براي شكافت آب فوتوالكتروشيميايي تبديل مي¬كند. با اين حال، ناپايداري آنها در برابر مولكول¬هاي آب يك چالش جدي است. راه حل ما براي اين مسئله، استفاده از تونر بر پايه كربن پسماند از كارتريج‌هاي چاپگرها براي محافظت از فوتوآندهاي مبتني بر CsPbBr3 در الكتروليت¬هاي آبي به روشي سازگار با محيط زيست، مقرون به صرفه و كارآمد است. تونر كربن زباله: لايه محافظ گرافيت (WCTG) رويكرد جديدي است كه در اينجا براي بازيافت اين آلاينده‌هاي مضر براي محيط زيست ارائه مي‌كنيم. از طريق تنظيم نسبت‌هاي WCTG، متوجه شديم كه چگالي جريان نوري آندهاي نوري CsPbBr3 براي اكسايش آب به ترتيب 6/3 و mA cm-2 6/4 در 23/1 در مقابل الكترود هيدروژن برگشت‌پذير در pH 7 و pH 12 به دست آمد. پس از 5 ساعت، پايدارترين الكترودها همچنان چگالي جريان نوري خود را حفظ كردند، كه يك گام مهم به سمت اقتصاد دايره¬اي تونرهاي زباله و استفاده از پروسكايت¬هاي هاليد معدني براي شكافت آب خورشيدي است. براي حصول نتايج مطمئن و مطلوب در اين مطالعه از آناليزهاي,AFM, EDX , XRD FE-SEM، آناليزهاي نوري مانند جذب و آناليزهاي الكتريكي نظير جريان- ولتاژ، امپدانس الكتروشيميايي، كرونوآمپرومتري، IPCE و ... استفاده شده‌است.

232419

دانشگاه اصفهان

دكتر شهرام تنگستاني¬نژاد , دكتر ايرج محمدپور بلترك

شيمي- شيمي معدني

دكتر ولي اله ميرخاني , دكتر رضا كشاورزي , دكتر مجيد مقدم