Hybridní nanomateriály pro fotoanody k fotoelektrochemickému štěpení vody

Abstract

Naléhavá potřeba čistých a obnovitelných zdrojů energie podnítila intenzivní výzkum v oblasti solárního štěpení vody se specifickým zaměřením na fotoanodové materiály. V této souvislosti se tato disertační práce zabývala vývojem fotoanodových materiálů pro zvýšení účinnosti fotoelektrochemického štěpení vody, zdůrazňujíc prvořadý význam modifikace dynamiky náboje a zvýšení kapacity sběru světla. Multifunkční ZnO v různých nanoformách byl zvolen jako primární absorbér světla ve vícesložkových nanokompozitních systémech, které byly vylepšeny pomocí tří již dobře zavedených strategií. Tyto strategie zahrnují povrchovou úpravu, souběžné účinky vodivého kovového povlaku a gradientního dopování příměsovým prvkem a fotosenzibilizaci polovodičem s úzkým zakázaným pásem. Adaptované metodiky umožnily dosáhnout u fotoanod na bázi ZnO nejen aktivitu ve viditelném světle, ale také odhalily několik klíčových faktorů ovlivňujících fotoelektrochemický výkon. S využitím nejmodernějších spektroskopických a mikroskopických technik byly komplexně analyzovány morfologické, krystalografické, optické a elektrické vlastnosti a jejich význam pro fotoelektrochemické štěpení vody. Výsledky tohoto výzkumu nejen prohlubují naše znalosti o fotoanodových materiálech, ale nabízejí také praktické poznatky pro vývoj vysoce účinných a stabilních fotoelektrod. Doufejme, že tato dizertační práce poslouží jako cenný příspěvek v oboru a bude řešit problémy spojené s využíváním solární energie pro výrobu čisté a obnovitelné energie.